यह ऊष्मा प्रवाह समीकरण द्वारा वर्णित है:
क्यू*= | T1-T2 | |||
एलएन (R02 .) | /R01) |
|||
2πλएल | ||||
बेलनाकार सतह के त्रिज्या से स्वतंत्र एक पाइप के लिए गर्मी प्रवाह तीव्रता की एक सुविधाजनक विशेषता रैखिक (रैखिक) गर्मी प्रवाह घनत्व क्यू एल है:
क्यू एल \u003d | टी - टी | |||||||||||||||
लॉग (आर 02 / आर 01) | ||||||||||||||||
एलएन (आर | /आर) | - रैखिक |
||||||||||||||
पाइप का थर्मल प्रतिरोध। |
||||||||||||||||
बहुपरत पाइप के लिए | ||||||||||||||||
क्यू एल \u003d | टी 1 - टी एन +1 | |||||||||||||||
लॉग (आर 0, मैं +1 | / आर 0, मैं ) | |||||||||||||||
मैं = 1 | 2πλi | |||||||||||||||
गर्मी हस्तांतरण प्रक्रिया के लिए, एक बहुपरत पाइप से गुजरने वाले ऊष्मा प्रवाह घनत्व q l को समीकरण द्वारा निर्धारित किया जाता है:
क्यू एल \u003d | टी cf1 | - टी av2 | ||||||||||||||||
+ ∑ | 0, मैं + 1 | |||||||||||||||||
2π आर 01α 1i = 1 | 2πλi | आर0, आई | 2πआर 02 α2 |
|||||||||||||||
- बाहरी थर्मल प्रतिरोध। |
||||||||||||||||||
2πRα | 2πआर | |||||||||||||||||
यदि आप संकेतन दर्ज करते हैं:
कश्मीर एल \u003d | ||||||||||
+ ∑ | 0, आई | |||||||||
2π आर 01α 1i = 1 | 2πλi | आर0, आई | 2πआर 02 α2 |
|||||||
तब समीकरण (5.6) रूप लेता है:
क्यू एल \u003d के एल (टी सीएफ। 1− टी सीएफ। 2) ,
जहां के एल रैखिक गर्मी हस्तांतरण गुणांक है [डब्ल्यू / (एम के)]। माध्यम और संपर्क के बीच तापमान अंतर
सतह समीकरणों द्वारा निर्धारित की जाती है:
- टी | |||||||||||
2πRα | |||||||||||
- टी | |||||||||||
2πआर 02 α1 | |||||||||||
उदाहरण
1. स्टीम बॉयलर फर्नेस के अस्तर में दो परतें होती हैं।
आंतरिक परत फायरक्ले ईंटों से बनी है: 1 \u003d 400 मिमी, 1 \u003d 1.4 W / (m K), और बाहरी परत लाल ईंट से बनी है: δ 2 \u003d 200 मिमी,
λ 2 = 0.58 डब्ल्यू/(एम · के)। आंतरिक तापमान और | बाहरी सतह |
|||||||||||||
ईंटवर्क, क्रमशः टी 1 = | 900 डिग्री सेल्सियस और टी 3 \u003d 90 डिग्री सेल्सियस। |
|||||||||||||
गर्मी के नुकसान का निर्धारण करें | ईंटवर्क के माध्यम से और महानतम |
|||||||||||||
तापमान टी 2 लाल ईंट। | ||||||||||||||
फेसला। | ||||||||||||||
निर्धारण के लिए | गर्मी क्यू हम समीकरण का उपयोग करते हैं |
|||||||||||||
(5.1) n = 2.0 के लिए: | ||||||||||||||
टी 1 - टी 3 | 900 - 90 | 1292 डब्ल्यू / एम 2। |
||||||||||||
400×10-3 | 200×10-3 | |||||||||||||
1λ 2 | ||||||||||||||
अस्तर (टी 2) की बाहरी और आंतरिक परतों की सीमा पर तापमान निर्धारित करने के लिए, हम समीकरण (5.2) का उपयोग करते हैं:
टी - टी | |||||||
इसलिए टी | टी- | 1 क्यू \u003d 900- | 400.10- 3 | × 1292= 530o सी. |
|||
2. लाल रंग की दीवार के माध्यम से गर्मी के नुकसान क्यू [डब्ल्यू] का निर्धारण करें |
|||||||
ईंट [λ = | लंबाई एल = 5 मीटर, ऊंचाई एच = 4 मीटर और |
||||||
मोटाई δ = 510 मिमी, अगर कमरे के अंदर हवा का तापमान
टी cf2 = - 30 डिग्री सेल्सियस, दीवार की बाहरी सतह से गर्मी हस्तांतरण गुणांक α 2 = 20 डब्ल्यू / (एम 2 के)। दीवार की सतहों T p1 और T p2 पर भी तापमान की गणना करें।
फेसला। | |||||||||||||||
समीकरण का उपयोग करना | (5.3) एन = के लिए | 1, घनत्व का पता लगाएं |
|||||||||||||
गर्मी का प्रवाह: | |||||||||||||||
टी av1− टी av2 | 18 - (- 30) | 58.5 डब्ल्यू/एम2। |
|||||||||||||
510×10-3 | |||||||||||||||
α1 α2 | |||||||||||||||
इसलिए, दीवार के माध्यम से गर्मी का नुकसान बराबर होगा:
क्यू \u003d क्यू एस \u003d 58.5 5 4 \u003d 1170 डब्ल्यू।
दीवार की सतहों का तापमान निर्धारित करने के लिए, हम समीकरणों (5.4) का उपयोग करते हैं। इनमें से निम्नलिखित हैं:
क्यू=18- | × 58.5 \u003d 10.4 डिग्री सेल्सियस |
|||||||||||
क्यू = -30 - | × 58.5 \u003d - 27.1 डिग्री सेल्सियस। |
|||||||||||
3. गर्मी की खपत निर्धारित करेंक्यू एल पाइप दीवार के माध्यम से (डी 1 / डी 2 =
= 20/30 मिमी) गर्मी प्रतिरोधी स्टील, तापीय चालकता से बना है
जो \u003d 17.4 W / (m K), और बाहरी और आंतरिक सतहों का तापमान T 1 \u003d 600 ° C, T 2 \u003d 450 ° C।
फेसला।
पाइप की दीवार के माध्यम से गर्मी के प्रवाह को निर्धारित करने के लिए, हम n = 1 के लिए समीकरण (5.5) का उपयोग करते हैं:
T1-T2 | 600 - 450 | 40750 डब्ल्यू / एम। |
|||||||||||
लॉग (आर 02 / आर 01) | × 10-2 | ||||||||||||
× 3.14 | × 17.4 | × 10 | |||||||||||
4. अछूता पाइप के 1 मीटर से गर्मी के नुकसान की गणना करें |
|||||||||||||
व्यास d 1 / d 2 = 300/330 मिमी, एक खुले में रखा गया |
|||||||||||||
हवा, अगर पानी औसत तापमान के साथ पाइप के अंदर बहता है T cp1 \u003d 90 ° C। परिवेशी वायु तापमान T cp2 \u003d - 15 ° C। पाइप सामग्री की तापीय चालकता का गुणांक λ \u003d 50 W / (m K) ), पानी से पाइप की दीवार α 1 \u003d 1000 W/(m2 K) और पाइप से परिवेशी वायु α 2 = 12 W/m2 K तक गर्मी हस्तांतरण का गुणांक। पाइप की भीतरी और बाहरी सतहों पर तापमान भी निर्धारित करें।
फेसला। | ||||||||||||||||||||||
1.0 एम . से गर्मी का नुकसान | पाइपलाइन | का उपयोग कर खोजें |
||||||||||||||||||||
n = 1 के लिए समीकरण (5.6) का उपयोग करना: | ||||||||||||||||||||||
क्यू एल \u003d | टी av1− टी av2 | |||||||||||||||||||||
2πRα | 2πRα | |||||||||||||||||||||
90 - (- 15) | ||||||||||||||||||||||
16.5×10-2 | ||||||||||||||||||||||
2×3.14×15×10−2×103 | 2×3.14×50 | 15×10-2 | 2×3.14×16.5×10- 2×12 | |||||||||||||||||||
652 डब्ल्यू / एम।
×652 | 89.8o सी, |
|||||||||||||||||||
cf1 2π आर 01 α 1 | 2π × 15 × 10- 2 × 103 | |||||||||||||||||||
और (5.5) से हम पाते हैं: | ||||||||||||||||||||
एलएन (आर | / आर) = 89.8 - | |||||||||||||||||||
16.5×10-2 | × 652 \u003d 89.6o सी। | |||||||||||||||||||
2π × 50 | 15×10-2 | |||||||||||||||||||
कार्य | ||||||||||||||||||||
तापीय चालकता का गुणांक निर्धारित करें | ईंट |
|||||||||||||||||||
दीवार की मोटाई | δ = 390 मिमी यदि तापमान पर है | आंतरिक |
||||||||||||||||||
दीवार की सतह टी 1 = 300 डिग्री सेल्सियस और बाहरी टी 2 = 60 डिग्री सेल्सियस पर। |
||||||||||||||||||||
दीवार के माध्यम से गर्मी का नुकसान | क्यू = 178 डब्ल्यू / एम 2। | |||||||||||||||||||
5.2. बॉयलर भट्टी की सपाट धातु की दीवार के माध्यम से
मोटाई δ = 14 मिमी के साथ, एक विशिष्ट ताप प्रवाह q = 25000 W/m2 गैसों से उबलते पानी में गुजरता है। स्टील की तापीय चालकता गुणांक = 50 W/(m K) ।
दीवार की सतहों पर तापमान अंतर निर्धारित करें।
5.3. = 300 मिमी की मोटाई के साथ एक ठोस दीवार के माध्यम से विशिष्ट गर्मी प्रवाह का निर्धारण करें, यदि दीवार की आंतरिक और बाहरी सतहों पर तापमान क्रमशः टी 1 = 15 डिग्री सेल्सियस है और
टी 2 \u003d - 15 डिग्री सेल्सियस।
कंक्रीट की तापीय चालकता गुणांक = 1.0 W/(m K)।
5.4. अग्निमय भट्टी की छत के माध्यम से ऊष्मा हानि q का निर्धारण करें,
5.5. गर्मी की खपत क्यू [डब्ल्यू] एक ईंट की दीवार के माध्यम से \u003d 250 मिमी की मोटाई के साथ 3 × 5 एम 2 के क्षेत्र में निर्धारित करें, यदि तापमान
दीवार की सतह | टी1= | और टी 2 | और गुणांक |
|||
एक ईंट की तापीय चालकता = 1.16 BT / (m K)। | ||||||
5.6. ऊष्मा प्रवाह घनत्व q . की गणना करें | फ्लैट के माध्यम से |
|||||
वर्दी मशीन उपकरण, मोटाई | बहुत कम चौड़ा |
|||||
हमें और ऊंचाई, अगर | पूरा किया हुआ: | |||||
ए) स्टील सेंट \u003d 40 डब्ल्यू / (एम के) से; से | λ बी = 1.1 डब्ल्यू / (एम के); ग) से |
|||||
डायटोमाइट ईंट k \u003d 0.11 W / (m K)। सभी मामलों में, मोटाई
भीतरी परत 1 = 350 मिमी की मोटाई के साथ दुर्दम्य ईंटों से बनी है, और बाहरी परत δ 2 = 250 मिमी की मोटाई के साथ लाल ईंट से बनी है।
दीवार टी 1 की आंतरिक सतह पर और लाल ईंट टी 2 के अंदरूनी हिस्से पर तापमान निर्धारित करें, अगर दीवार के बाहर तापमान टी 3 \u003d 90 डिग्री सेल्सियस, और दीवार की सतह के 1 एम 2 के माध्यम से गर्मी का नुकसान 1 किलोवाट है। आग रोक और लाल ईंटों की तापीय चालकता गुणांक क्रमशः बराबर हैं:
उनके बीच ईंटें और डायटोमाइट भरना। डायटोमाइट भरने की मोटाई δ 2 = 50 मिमी और λ 2 = 0.14 W/(m·K) होती है, और लाल ईंट की 3 = 250 मिमी और λ 3 = 0.7 W/(m·K) होती है।
कितनी बार लाल ईंट की मोटाई बढ़ाने के लिए आवश्यक है ताकि बिना डायटोमाइट बैकफिल के भट्ठी के अस्तर में बैकफिल के समान आंतरिक थर्मल प्रतिरोध हो?
5.9. बॉयलर की स्टील की दीवार की सतह के माध्यम से गर्मी प्रवाह क्यू निर्धारित करें [δ 1 \u003d 20 मिमी, 1 \u003d 58 डब्ल्यू / (एम के)], पैमाने की एक परत के साथ कवर किया गया
[δ 2 \u003d 2 मिमी, 2 \u003d 1.16 डब्ल्यू / (एम के)]। उच्चतम दीवार की सतह का तापमान 250 डिग्री सेल्सियस है, और निम्नतम पैमाने का तापमान 100 डिग्री सेल्सियस है। उच्चतम पैमाने का तापमान भी निर्धारित करें।
5.10. भाप बॉयलर की साफ हीटिंग सतह और दीवार की सतहों पर तापमान के 1 एम 2 के माध्यम से गर्मी प्रवाह की गणना करें, यदि निम्नलिखित मान दिए गए हैं: ग्रिप गैस तापमान टी सीपी 1 = = 1000 डिग्री सेल्सियस, उबलते पानी का तापमान टी सीपी 2 = 200 डिग्री सेल्सियस, गैसों से दीवार तक गर्मी हस्तांतरण गुणांक α 1 = 100 डब्ल्यू / (एम 2 के) और दीवार से उबलते पानी α 2 = 5000 डब्ल्यू / (एम 2 के)। दीवार सामग्री की तापीय चालकता गुणांकλ = 50 डब्ल्यू/(एम के) और दीवार की मोटाई δ = 12 मिमी।
5.11 समस्या 10 को इस शर्त के तहत हल करें कि ऑपरेशन के दौरान ग्रिप गैस की तरफ से भाप बॉयलर की हीटिंग सतह को c = 1 मिमी की मोटाई के साथ कालिख की एक परत के साथ कवर किया गया था।
[ s = 0.08 W/(m K)], और पानी की तरफ से - n = 2 मिमी [λ n = 0.8 W/(m K)] की मोटाई के साथ पैमाने की एक परत। 1 m2 . के माध्यम से ऊष्मा प्रवाह की गणना करें
संबंधित परतों T p1, T p2, T p3 और T p4 की सतहों पर दूषित ताप सतह और तापमान।
समस्या 10 के उत्तर के साथ गणना परिणामों की तुलना करें और गर्मी भार q (% में) में कमी का निर्धारण करें।
5.12 तापीय चालकता के गुणांक के साथ 510 मिमी मोटी ईंट की दीवार के माध्यम से गर्मी प्रवाह घनत्व q [W / m2] निर्धारित करें k \u003d 0.8 W / (m K), थर्मल इन्सुलेशन की एक परत के साथ बाहर की तरफ कवर किया गया है
बाहरी सतह से गर्मी हस्तांतरण α 2 \u003d 20 डब्ल्यू / (एम 2 के)। दीवार T p1, T p2 और परत T p3 की सतह पर तापमान की भी गणना करें।
5.13. स्टीम हीटर कॉइल गर्मी प्रतिरोधी स्टील पाइप से बने होते हैं, जिसमें गुणांक के साथ d 1 / d 2 = 32/42 मिमी का व्यास होता है।
पाइप q l की प्रति इकाई लंबाई की दीवार के माध्यम से विशिष्ट ऊष्मा प्रवाह की गणना करें।
5.14. प्रबलित कंक्रीट की चिमनी अंदर से आग रोक लाइनिंग λ1 = 0.5 W/(m·K) की परत से ढकी होती है।
अस्तर की मोटाई 1 और पाइप T 3 की बाहरी सतह का तापमान निर्धारित करें, बशर्ते कि गर्मी का नुकसान q l \u003d 2000 W / m से अधिक न हो, और अस्तर और कंक्रीट का उच्चतम तापमान T से अधिक न हो 1 = 421 डिग्री सेल्सियस और टी 2 = 200 डिग्री सेल्सियस।
5.15. स्टील स्टीम पाइपलाइन एक ही मोटाई [δ = 50 मिमी, λ2 = 0.07 डब्ल्यू/(एम के), λ3 = 0.14 डब्ल्यू/(एम के)] के थर्मल इन्सुलेशन की दो परतों से ढकी हुई है।
इन परतों के बीच इंटरफेस पर गर्मी की कमी q l [W / m] और तापमान T 3 निर्धारित करें। इन गणनाओं को दोहराएं, बशर्ते कि पहली परत का इन्सुलेशन दूसरे के स्थान पर स्थापित हो।
तापमान टी 4 बाहर की तरफ | सतह दोनों मामलों में समान हैं। |
||||||
कोवा और 50 डिग्री सेल्सियस के बराबर है। | |||||||
तीन-परत की परतों की सीमाओं पर तापमान निर्धारित करें |
|||||||
पाइप इन्सुलेशन। पाइप का भीतरी व्यास d = 245 मिमी। | |||||||
इन्सुलेट की परतें और तापीय चालकता गुणांक |
|||||||
सामग्री | क्रमश: | बराबर हैं: 1 = 100 मिमी, δ2 = 20 मिमी, 3 = 30 |
|||||
मिमी, 1 = | 0.03 डब्ल्यू / (एम के), | 0.06 डब्ल्यू / (एम के) | और 3 = 0.12 डब्ल्यू/(एम के)। |
||||
तापमान | आंतरिक | पाइपलाइन की सतह 250° , | |||||
इन्सुलेशन की बाहरी सतह 65 डिग्री सेल्सियस। | |||||||
परिभाषित करना | ऊष्मा का बहाव | सतह के माध्यम से | |||||
भाप पाइपलाइन (डी 1 / डी 2 \u003d 140/150), थर्मल की दो परतों के साथ अछूता
और इन्सुलेशन की बाहरी सतह पर टी 4 \u003d 55 डिग्री सेल्सियस। | ||||
एक अछूता दीवार परिवर्तन के माध्यम से गर्मी का नुकसान कैसे होगा, | ||||
इन्सुलेट परतों को स्वैप करें? | ||||
5.18. पाइपलाइन व्यास डी 1 / डी 2 | 44/51 मिमी, जिस पर |
|||
बहता हुआ तेल, ढका हुआ | मोटाई δ2 = 80 | |||
पाइपलाइन सामग्री और कंक्रीट की तापीय चालकता गुणांक
दीवार पर तेल α1 = 100 W/(m2 K) और ठोस सतह से हवा तक
α2 = 10 डब्ल्यू/(एम2 के)।
कंक्रीट से ढकी पाइपलाइन के 1 मीटर से गर्मी के नुकसान का निर्धारण करें। 5.19. फ्लैट एल्युमिनियम शीट 0.8 मिमी मोटी प्लेट-
दीवार जल सामग्री λ = 203.5 W/(m K)। दीवार के माध्यम से स्थानांतरित विशिष्ट ऊष्मा प्रवाह का निर्धारण करें।
5.20. डी 1 / डी 2 = 150/165 मिमी के व्यास के साथ एक पाइप लाइन के 1.0 मीटर से गर्मी के नुकसान का अनुमान लगाएं, 1 = 60 मिमी की मोटाई के साथ इन्सुलेशन की एक परत के साथ कवर किया गया है, यदि पाइपलाइन को टी सीपी 2 के साथ हवा में रखा गया है = - 15 डिग्री सेल्सियस और औसत तापमान टी सीपी 1 = 90 डिग्री सेल्सियस के साथ पानी बहता है। पाइप सामग्री और इन्सुलेशन के थर्मल चालकता गुणांक क्रमशः λ1 = 50 डब्ल्यू/(एम के), λ2 = 0.15 डब्ल्यू/(एम के) हैं ), और इन्सुलेशन सतह से परिवेशी वायु में गर्मी हस्तांतरण गुणांक α2 = 8 W/(m2 K), और पानी से पाइप की दीवार तक α1 = 1000 W/(m2 K) हैं। गणना भी करें
पाइप की बाहरी सतह और इन्सुलेशन की बाहरी सतह पर तापमान।
5.21. ऑडिटोरियम हीटिंग रेडिएटर्स की आवश्यक क्षमता निर्धारित करें यदि इसकी बाहरी दीवार की चिनाई (8 .)× 4.5 मीटर, δ = 500 मिमी) लाल ईंट (λ = 0.7 डब्ल्यू / एम के) से बना है, और सतह का तापमान टी] = 12 डिग्री सेल्सियस और टी 2 = −15 डिग्री सेल्सियस। (विंडोज़ सशर्त रूप से अनुपस्थित हैं)। दीवार के जमने की गहराई क्या है।
5.22. सभागार की खिड़की में 60 मिमी के पैन के बीच के अंतर के साथ डबल फ्रेम हैं। खिड़की खोलने के माध्यम से गर्मी के नुकसान की गणना करें 5× 3 मीटर, यदि कांच की मोटाई δ = 4 मिमी है, और उनका तापमान . के अनुरूप है
संबंधित सतहें टी 1 \u003d 10 डिग्री सेल्सियस और टी 4 \u003d -18 डिग्री सेल्सियस। सेंट \u003d 0.74 और
वायु = 0.0244 डब्ल्यू / एम के।
5.23 गर्मी प्रतिरोधी स्टील के पाइप (डी 1 / डी 2 \u003d 40/47 मिमी) से कॉइल की दीवार के माध्यम से गर्मी प्रवाह के रैखिक घनत्व की गणना करें
(λ \u003d 16.5 W / (m K)), यदि इसकी आंतरिक और बाहरी सतहों का तापमान क्रमशः 400 ° C और 600 ° C है। पाइप की त्रिज्या के किस मान पर दीवार में तापमान 500 डिग्री सेल्सियस के बराबर है।
5.24. स्टील स्टीम पाइपलाइन (डी 2 = 100 और = 5 मिमी) खुली हवा में रखी गई है टी सीपी 2 = 20 ° । = 0.11 डब्ल्यू/एम के)।
यदि भाप का तापमान T cp1 = 300 ° C है, और भाप से भाप पाइपलाइन की आंतरिक सतह और बाहरी सतह से गर्मी हस्तांतरण गुणांक है, तो भाप पाइपलाइन के प्रति रैखिक मीटर और इसकी सीमाओं पर तापमान की गर्मी के नुकसान की गणना करें। हवा के लिए दूसरी इन्सुलेशन परत 90 और 15 W/(m2, क्रमशः) TO) है।
बिजली प्रणालियों के संचालन के लिए यूएसएसआर तकनीकी विभाग के ऊर्जा और विद्युतीकरण मंत्रालय
संगठन के लिए ऑल-यूनियन स्टेट ट्रस्ट और
जिला विद्युत स्टेशनों और नेटवर्कों का युक्तिकरण
(ऑर्गेस)
थर्मल पर पद्धति संबंधी निर्देश
बिलिंग और थर्मल परीक्षण
बॉयलर इन्सुलेशन
तकनीकी सूचना ब्यूरो
मास्को 1967
ORGRES तकनीकी सूचना ब्यूरो द्वारा संकलित
संपादक: इंजी। एस.वी.खिझन्याकोव
परिचय
यह स्थापित किया गया है कि आधुनिक बॉयलरों के अस्तर की सतह से बाहरी वातावरण में गर्मी का नुकसान 300 किलो कैलोरी / मी से अधिक नहीं होना चाहिए। 2 एच, और ईंटवर्क की बाहरी सतह पर अधिकतम तापमान बॉयलर की ऊंचाई के साथ औसतन लगभग 30 डिग्री सेल्सियस के परिवेशी वायु तापमान पर 55 डिग्री सेल्सियस से अधिक नहीं होना चाहिए [एल। , , ] .
साथ ही, बॉयलर इकाई द्वारा पर्यावरण को कुल अधिकतम स्वीकार्य गर्मी का नुकसानक्यू 5 "बॉयलर इकाइयों की थर्मल गणना" द्वारा निर्धारित किया जाता है [एल। ], गर्मी के नुकसान और बॉयलरों के भाप उत्पादन के बीच संबंध स्थापित करना। भाप क्षमता वाले आधुनिक बॉयलरों के लिए थर्मल गणना के अनुसार डी = 220 640 टी/एचक्यू 5 ईंधन की खपत का 0.5 - 0.4% है। यह मान, जो बॉयलर के समग्र ताप संतुलन में अपेक्षाकृत छोटा है, पूर्ण मूल्यों में परिवर्तित होने पर एक पूरी तरह से अलग पैमाने प्राप्त करता है, जिसकी मात्रा लगभग10,000 किलो कैलोरी/घंटा प्रति 1 मेगावाट स्थापित क्षमता, और गर्मी का नुकसानक्यू 5 ब्लॉक बिजली संयंत्रों के थर्मल इन्सुलेशन के माध्यम से सभी गर्मी के नुकसान का 50% से अधिक।
कुछ मामलों में, डिजाइन समाधानों से विचलन के कारण, खराब-गुणवत्ता वाली स्थापना, अक्षम सामग्री का उपयोग और असफल डिजाइन समाधान, ईंटवर्क का आंशिक विनाश और प्रक्रिया उपकरण की मरम्मत के दौरान बॉयलर के थर्मल इन्सुलेशन, साथ ही परिणामस्वरूप लंबी अवधि के संचालन के दौरान उम्र बढ़ने, मूल्य की अधिकताक्यू 5 मानक मूल्यों से ऊपर। बॉयलर से पर्यावरण के लिए गर्मी के नुकसान के पर्याप्त बड़े मूल्य के साथक्यू 5 (काका .) एल/एच) मान से थोड़ा अधिकक्यू 5 (%) बहुत महत्वपूर्ण गर्मी के नुकसान के साथ जुड़ा हुआ है। तो, उदाहरण के लिए, वृद्धिक्यू 5 आधुनिक बॉयलरों के लिए 0.1% प्रति वर्ष स्थापित क्षमता के प्रति 1 मेगावाट प्रति वर्ष लगभग 2.0 टन मानक ईंधन जलाने के बराबर है। इसके अलावा, वृद्धिक्यू 5 बॉयलर रूम की सैनिटरी और तकनीकी स्थिति को काफी खराब कर देता है।
स्वाभाविक रूप से, वास्तविक मूल्य का पर्याप्त सटीक प्रयोगात्मक निर्धारणक्यू 5 (बॉयलर के परीक्षण के दौरान अपनाई गई परिभाषा के विपरीतक्यू 5 गर्मी संतुलन के एक अवशिष्ट सदस्य के रूप में) और इसे मौजूदा मानकों के अनुरूप लाने को उसी तरह से व्यवहार में लाया जाना चाहिए जैसे कि भाप पाइपलाइनों और बिजली संयंत्रों के उपकरणों के बाकी थर्मल इन्सुलेशन के लिए प्रथागत है [एल। ].
1. सामान्य प्रावधान
बॉयलर इकाई के कुल गर्मी के नुकसान का आकलन करते समय, परीक्षण की जाने वाली गर्मी-परिरक्षण संरचनाओं में सबसे कठिन इसकी परत है [एल। , , ] .
आधुनिक बॉयलरों के अस्तर को दो मुख्य प्रकारों में विभाजित किया गया है:
1. पाइप लाइनिंग (भरवां और प्रीफैब्रिकेटेड स्लैब से बना) सीधे स्क्रीन पाइप पर लगाया जाता है।
2. शील्ड ईंटवर्क फ्रेम पर लगा हुआ है।
द्वारा समर्थित पुरानी ईंट लाइनिंगमैं नींव पर हूं, वर्तमान में छोटे या अप्रचलित बॉयलरों पर छोड़ दिया गया है।
आधुनिक ईंटवर्क का डिज़ाइन ईंटवर्क की मोटाई में स्थित धातु फास्टनरों की उपस्थिति के लिए प्रदान करता है और आंशिक रूप से इसकी बाहरी सतह (पिन, ब्रैकेट, आदि) तक फैलता है। ईंटवर्क के ये धातु के हिस्से थर्मल ब्रिज हैं जिनके माध्यम से सतह के अलग-अलग क्षेत्रों में गर्मी प्रवाहित होती है। कुछ डिज़ाइनों में, अस्तर के अलग-अलग वर्गों के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण कुल गर्मी प्रवाह का 30 - 40% होता है। यह परिस्थिति ऐसी ईंटवर्क की सतहों पर माप बिंदुओं के उचित स्थान की आवश्यकता के लिए प्रदान करती है, जो औसत गर्मी हस्तांतरण की स्थिति प्राप्त करना सुनिश्चित करती है।
गर्मी हस्तांतरण की शर्तों के अनुसार, धातु शीथिंग के बिना और धातु शीथिंग के साथ लाइनिंग काफी भिन्न होती है। उत्तरार्द्ध की एक विशिष्ट विशेषता त्वचा के तल के साथ गर्मी का प्रसार है, जो इसके महत्वपूर्ण क्षेत्रों में तापमान को बराबर करता है। गर्मी हस्तांतरण की विभिन्न बाहरी स्थितियों (वायु प्रवाह, उज्ज्वल गर्मी के स्थानीय काउंटर प्रवाह) के तहत, इस तरह के तापमान समीकरण से त्वचा के आस-पास के हिस्सों में विशिष्ट गर्मी के नुकसान के मूल्यों में तेज उतार-चढ़ाव होता है। शीथिंग के साथ ईंटवर्क की एक अन्य विशेषता शीथिंग और ब्रिकवर्क के बीच की खाई में ऊंचाई के साथ संवहन गर्मी के अतिप्रवाह की संभावना है।
तापमान क्षेत्र की स्पष्ट एकरूपता के बावजूद, इन परिस्थितियों में पर्याप्त रूप से बड़ी संख्या में, विशेष रूप से ऊंचाई के साथ, त्वचा के साथ गर्मी के नुकसान की माप की आवश्यकता होती है।
लाइनिंग फ्रेम और बॉयलर के बीमों से गर्मी के नुकसान को ध्यान में रखने की जटिलता को इन दिशानिर्देशों में कुछ औसत माप शर्तों को पेश करके हल किया गया है। बॉयलर के गर्मी के नुकसान की कुल मात्रा में इन गर्मी-विमोचन सतहों की भागीदारी के अपेक्षाकृत छोटे हिस्से से यह निर्णय उचित है।पर्यावरण के लिए इकाई।
पाइपलाइनों और बॉयलर नलिकाओं के इन्सुलेशन के थर्मल परीक्षणों की एक विशेषता, जो आपस में और ईंटवर्क के बीच गहन पारस्परिक ताप विनिमय के क्षेत्र में हैं, गर्मी की सतह को अवशोषित करने के बजाय, उनके वास्तव में रिलीज को सावधानीपूर्वक निर्धारित करने की आवश्यकता है, अर्थात। आस-पास की वस्तुओं से आने वाले अधिक तीव्र गर्मी प्रवाह द्वारा सतह "बंद" नहीं होती है।
इस मामले में गर्मी प्रवाह की सही दिशा विभिन्न सतहों से विशिष्ट गर्मी प्रवाह के नियंत्रण माप द्वारा स्थापित की जाती है जो एक दूसरे को गर्मी विकीर्ण करती है।
विकसित दिशा-निर्देश विशिष्ट ऊष्मा प्रवाहों को मापने के लिए विधि और गर्मी हस्तांतरण स्थितियों के संदर्भ में बॉयलर इकाई की सभी गर्मी-मुक्त करने वाली सतहों के वर्गीकरण दोनों को परिभाषित करते हैं।
अलग-अलग वर्गों के लिए औसत मापा गया विशिष्ट ताप प्रवाह, प्रत्यक्ष माप द्वारा निर्धारित इन वर्गों की गर्मी-विमोचन सतहों के क्षेत्रों को संदर्भित करता है।
इस तरह की योजना बॉयलर के अस्तर और थर्मल इन्सुलेशन के व्यक्तिगत तत्वों के लिए गर्मी के नुकसान का मूल्यांकन करना संभव बनाती है, कुल गर्मी के नुकसान में प्रत्येक तत्व की हिस्सेदारी का खुलासा करती है, और अस्तर और थर्मल इन्सुलेशन की गुणवत्ता की भी विशेषता है।
बॉयलर लाइनिंग के थर्मल परीक्षण की तकनीकी व्यवहार्यता एक मौलिक रूप से नए उपकरण - एक मॉडलिंग हीट मीटर ORGRES ITP-2 के उपयोग द्वारा निर्धारित की गई थी। बॉयलर इकाई के संचालन की कठिन तापीय स्थितियों में, संचालन के सिद्धांत और आईटीपी -2 डिवाइस के डिजाइन, पर्याप्त सटीकता और एक माप के लिए समय के एक छोटे से खर्च के साथ, विशिष्ट गर्मी प्रवाह को सीधे निर्धारित करने की अनुमति देते हैंगर्मी हस्तांतरण सतहों (गर्मी प्रवाह घनत्व) उनके आकार, आकार, सतह की स्थिति (इन्सुलेशन, धातु) और गर्मी हस्तांतरण की स्थिति की परवाह किए बिना।
डिवाइस की छोटी जड़ता, इसके सेंसर के छोटे आकार और उनकी पूर्ण विनिमेयता बॉयलर इकाई की सभी गर्मी-विमोचन सतहों से बड़ी संख्या में सेंसर के एक साथ उपयोग के साथ गर्मी प्रवाह के बड़े पैमाने पर माप की अनुमति देती है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि गर्मी के नुकसान को निर्धारित करने के लिए अन्य आम तौर पर स्वीकृत तरीकों का उपयोग (1 - सतह और पर्यावरण के मापा तापमान के बीच अंतर से; 2 - तापमान द्वारा निर्धारित गर्मी-परिरक्षण परत के थर्मल प्रतिरोध द्वारा) इसमें अंतर; 3 - बॉयलर यूनिट की स्थितियों में हीट फ्लो मीटर जैसे श्मिट हीट मीटर का उपयोग करके प्रत्यक्ष माप द्वारा अनुशंसित नहीं किया जा सकता है, क्योंकि यह अक्सर विकृत परिणामों की ओर जाता है [एल। ,].
इस सीमा का कारण बॉयलर पर गर्मी हस्तांतरण की स्थिति की बारीकियों से संबंधित है, जो व्यावहारिक रूप से परिवेशी वायु तापमान और गर्मी हस्तांतरण गुणांक को सही ढंग से निर्धारित करने की संभावना को बाहर करता है। ए, साथ ही ईंटवर्क में एम्बेडेड धातु भागों और धातु की सतहों की उपस्थिति। बॉयलर में विशिष्ट ताप प्रवाह को मापने के लिए शर्तेंइकाई - प्रत्येक अपेक्षाकृत छोटे अलग खंड में बड़ी संख्या में अंक - ITP-2 ताप मीटर के लिए कई अतिरिक्त उपकरणों की आवश्यकता होती है। गर्मी मीटर की मौलिक प्रकृति को बदले बिना ये उपकरण (अनुप्रयोग), माप तकनीक की सुविधा प्रदान करते हैं और काम की जटिलता को काफी कम करते हैं।
थर्मल परीक्षणों के दौरान बॉयलर (पीटीई नियम) के अस्तर और थर्मल इन्सुलेशन की सतह के तापमान को ओआरजीआरईएस टी -4 तापमान जांच (परिशिष्ट) के साथ गर्मी प्रवाह की माप के साथ एक साथ मापा जाता है।
2. बिलिंग का थर्मल परीक्षण
ए प्रारंभिक कार्य
1. परीक्षण की शुरुआत से पहले, बॉयलर आरेख और इसके अस्तर और थर्मल इन्सुलेशन के डिजाइन के साथ एक विस्तृत परिचित किया जाता है। इसी समय, ईंटवर्क और थर्मल इन्सुलेशन के डिजाइन और सामग्री, साथ ही परियोजना से सभी विचलन को स्पष्ट किया जाता है।.
2. ईंटवर्क के विशिष्ट क्षेत्रों के रेखाचित्र और मुख्य गर्मी-इन्सुलेट संरचनाओं (नलिकाओं, पाइपलाइनों, आदि) की एक सूची तैयार की जाती है।
3. ईंटवर्क का बाहरी निरीक्षण किया जाता है, जिसके दौरान परियोजना से विचलन को स्पष्ट किया जाता है और बाहरी दोषों को ठीक किया जाता है: इन्सुलेशन की कमी, दरारें, परिष्करण दोष आदि।
बी। गर्मी मुक्त करने वाली सतहों के क्षेत्रों का मापन
4. ऊष्मा विमोचन सतहों के क्षेत्र का निर्धारण प्रत्यक्ष माप द्वारा किया जाता है। बायलर परएक सममित व्यवस्था वाली इकाइयाँ, माप दहन कक्ष और संवहन शाफ्ट के एक आधे हिस्से पर किया जाता है।
5. क्षेत्र को मापते समय, केवल उन सतहों को ध्यान में रखा जाता है जो पर्यावरण को गर्मी देती हैं। दूसरों द्वारा ईंट का काम बंद करने के मामले में, मैं गर्मी छोड़ देता हूँअस्तर पर इन तत्वों के प्रक्षेपण को बंद करने वाले तत्वों द्वारा इसके क्षेत्र से घटाया जाता है, और समापन तत्वों की गर्मी-मुक्त सतह की गणना उनके उभरे हुए भाग द्वारा की जाती है।
6. विभिन्न प्रोफाइल और विभिन्न स्थानों के बीम के लिए, गर्मी-मुक्त करने वाली सतहों और सतहों को कवर करने वाली सतहों के क्षेत्र को निर्धारित करने के लिए एक सशर्त योजना को अपनाया जा सकता है, जिस पर वे स्थित हैं। इस मामले में, गर्मी प्रवाह घनत्व का माप केवल साथ किया जाता हैललाट पक्ष (आरेख में पक्ष "बी"), और क्षेत्र आरेख (छवि) के अनुसार निर्धारित किया जाता है।
7. क्षेत्र का निर्धारण करते समय, मैं गर्मी छोड़ देता हूंपाइपलाइनों और वायु नलिकाओं को मापने के लिए जिन सतहों तक पहुंचना मुश्किल है, उनकी लंबाई चित्र और आरेखों में संकेतित आयामों के अनुसार ली जा सकती है, जो चयनात्मक माप द्वारा इन्सुलेशन परिधि को निर्दिष्ट करती है।
लंबी वायु नलिकाओं के लिए, स्केच बनाने की सिफारिश की जाती है, जिस पर माप बिंदुओं को चिह्नित किया जाता है।
बी परीक्षण
8. बॉयलर के संभावित निरंतर संचालन के साथ ईंटवर्क के थर्मल परीक्षण किए जाते हैं। इसलिए, जब परीक्षण अवधि के दौरान बॉयलर को रोक दिया जाता है, तो बाद वाले को इसके स्टार्ट-अप के बाद ही जारी रखा जा सकता है, जब बॉयलर की बाहरी सतहों से पर्यावरण में गर्मी हस्तांतरण का स्थिर मोड बहाल हो जाता है।
बॉयलर के बंद होने के लगभग 36 घंटे बाद लगभग, इसके लिए आवश्यक है10 - 12 घंटे और लगभग 12 घंटे बाद बॉयलर 4 - 6 घंटे के लिए बंद हो जाता है।
चावल। 1. विभिन्न प्रोफाइल के बीम के सशर्त क्षेत्रों को निर्धारित करने की योजना:
मैं , II - क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर बीम
स्क्वायर वो उपज सतह (एम 2) निर्धारित की जाती है: क्षैतिज बीम 1, 2, 3, 4 के लिए - (ए + बी), 5- ए; ऊर्ध्वाधर बीम 1, 2 के लिए - (ए + बी)। 3, 4 - (2ए + बी). सभी मामलों में सभी बीमों के लिए बंद सतह क्षेत्र (एम 2) - बी
9. परीक्षण अवधि के दौरान, परिचालन डेटा के अनुसार, भाप का औसत मूल्यप्रदर्शन और ईंधन की खपत, साथ ही औसत से इन मूल्यों का अधिकतम विचलन (एक समय टिकट के साथ)।
ईंधन का ब्रांड और कैलोरी सामग्री भी निश्चित होती है।
10. गर्मी-विमोचन सतहों से विशिष्ट गर्मी के नुकसान (गर्मी प्रवाह घनत्व) का मापन एक निर्धारित माप आवृत्ति (आइटम और तालिका) के साथ बॉयलर के प्रत्येक तरफ प्रत्येक चिह्न (साइट) के भीतर अलग-अलग वर्गों में किया जाता है:
तालिका नंबर एक
मानचित्र संख्या ______ मापन स्थल का नाम
(उदाहरण के लिए: दहन कक्ष सामने __ 16.34 ÷ 19.7)
|
ए) ब्रिकिंग; बी) ईंट फ्रेम बीम; ग) बॉयलर फ्रेम बीम; डी) दहन कक्ष और ठंडे फ़नल के क्षेत्र में डाउनपाइप; ई) संवहनी भाग के भीतर पाइपलाइन; च) दहन कक्ष के भीतर ड्रम और पाइपलाइन; छ) पहली जीपीपी के लिए मुख्य भाप पाइपलाइन; ज) वायु नलिकाएं; मैं) साइटों; j) अन्य (हैच, ब्लोअर, मैनहोल, आदि) ए) ईंटवर्क क्षेत्र, डाउनपाइप और मुख्य भाप पाइपलाइन के 6 सेमी 2; बी) पाइपलाइनों, वायु नलिकाओं, बॉयलर ड्रम और प्लेटफार्मों के क्षेत्र का 15 मीटर 2; ग) अस्तर और बॉयलर के फ्रेम के बीम के क्षेत्र का 10 मीटर 2। इस बात को ध्यान में रखते हुए कि अस्तर के फ्रेम के बीम से गर्मी का नुकसान और गर्मी के नुकसान के समग्र संतुलन में बॉयलर छोटा है, विशिष्ट परिस्थितियों के संबंध में, व्यक्तिगत रूप से असुविधाजनक और दूर स्थित बीम पर माप की उपेक्षा की जा सकती है। 13. विशिष्ट ऊष्मा हानियों (गर्मी प्रवाह घनत्व) का मापन ORGRES ITP-2 ताप मीटर द्वारा किया जाता है (परिशिष्ट देखें)) फ्लैट हीट मीटर सेंसर विशेष टेलीस्कोपिक हैंडल पर लगे होते हैं, जो आपको अलग-अलग ऊंचाई पर सेंसर लगाने की अनुमति देते हैं। पाइपलाइनों से ऊष्मा के प्रवाह के घनत्व को मापने के लिए उपयोग किए जाने वाले खोज सेंसर सीधे बाद वाले पर लगे होते हैं। प्रत्येक मापने वाले उपकरण पर कम से कम 10 सेंसर लगाए गए हैं। सेंसर को मापने वाले उपकरण से जोड़ने के लिए, एक्सटेंशन कॉर्ड का उपयोग किया जाता है, जो एक मापने वाले उपकरण को लगभग 10 मीटर के दायरे में स्थित सेंसर की सेवा करने की अनुमति देता है। माप प्रवाह सुनिश्चित किया जाता है। 14. आईटीपी-2 हीट मीटर के साथ हीट फ्लक्स के घनत्व को मापने की प्रक्रिया परिशिष्ट में दी गई है। 15. तापमान जांच टी -4 (परिशिष्ट) के साथ सतह के तापमान का मापन) ऊष्मीय कारणों की माप के समान स्थानों पर बनाए जाते हैं, जिसके आधार पर - प्रति 5 तापमान में एक परिवर्तन -10 गर्मी प्रवाह माप। परिवेश का तापमान भी तापमान संवेदक द्वारा मापा जाता है।पोम टी -4 बॉयलर के प्रत्येक निशान के भीतर गर्मी-मुक्त करने वाली सतह से 1 मीटर की दूरी पर। 16. 100 - 120 डिग्री सेल्सियस से अधिक के तापमान के साथ गर्मी-मुक्त गैर-अछूता सतहों की उपस्थिति में, गर्मी प्रवाह की गणना यातायात का उपयोग करके सतह और परिवेशी वायु के तापमान से सशर्त रूप से की जाती है (परिशिष्ट)) ग्राफ में, 1 मीटर 2 से गर्मी के नुकसान को निर्धारित करने के लिए बिंदीदार वक्र एक सपाट सतह को संदर्भित करता है, लेकिन इसे 318 मिमी और उससे अधिक के व्यास के साथ पाइपलाइनों पर भी लागू किया जा सकता है। 1 पी . से गर्मी के नुकसान का निर्धारण करने के लिएहे जी. 318 मिमी से अधिक किसी भी व्यास की पाइप लाइन, बिंदीदार वक्र से पाए जाने वाले गर्मी के नुकसान के मूल्य को से गुणा किया जाना चाहिए डी एन. सतह का तापमान प्रत्यक्ष माप द्वारा निर्धारित किया जाता है या शीतलक तापमान के बराबर माना जाता है। 3. थर्मल टेस्ट के परिणामों की रिकॉर्डिंग17. प्रत्येक व्यक्तिगत खंड के लिए, एक प्राथमिक माप दस्तावेज संकलित किया जाता है - तालिका में दर्शाए गए रूप में एक नक्शा। . मानचित्र में शामिल हैं: क) इस खंड के अलग-अलग ताप-विमोचन तत्वों का नाम; बी) क्षेत्र (एम 2 ) इस खंड के प्रत्येक तत्व की गर्मी-विमोचन सतह; सी) गर्मी प्रवाह घनत्व का औसत मूल्य (क्यू,किलो कैलोरी / एम 2 एच) प्रत्येक तत्व के लिए, साइट के भीतर इस तत्व पर सभी मापों के अंकगणितीय माध्य के रूप में गणना की जाती है; डी) कुल गर्मी प्रवाह ( क्यू, किलो कैलोरी / एच) प्रत्येक गर्मी-विमोचन तत्व से, गर्मी-विमोचन तत्व के क्षेत्र के उत्पाद के रूप में परिभाषित किया गयाएसमी 2 औसत ताप प्रवाह घनत्व परक्यूकिलो कैलोरी / एम 2 एच ( क्यू = एस क्यूकिलो कैलोरी / एच); ई) औसत सतह का तापमानटी नहींप्रत्येक तत्व का डिग्री सेल्सियस,साइट के भीतर किसी दिए गए तत्व पर सभी मापों के लिए अंकगणितीय माध्य मान के रूप में गणना की जाती है; च) परिवेश का तापमानटी इन° सी, इस क्षेत्र में मापा जाता है; छ) प्रत्येक तत्व के लिए किए गए ऊष्मा प्रवाह घनत्व के मापन की संख्या। कुल मूल्यों की गणना की जाती हैएसमी 2, क्यूkcal/h और माप की संख्या। माप स्थल का क्रमांक, चिह्न और नाम मानचित्र पर अंकित किया जाता है। अवलोकन लॉग पर, जिसके अनुसार नक्शा संकलित किया गया था, एक निशान बनाया गया है: "मानचित्र के लिए№ ...» तालिका 2 बॉयलर लाइनिंग के थर्मल परीक्षण के परिणाम (उदाहरण के लिए: दहन कक्ष)
तालिका 4 बॉयलर इकाई (सारांश) के बढ़े हुए तत्वों पर अस्तर के थर्मल परीक्षण के परिणाम
4. परीक्षण के परिणामों का प्रसंस्करणक) बायलर का संक्षिप्त विवरण; बी) ईंटवर्क और थर्मल इन्सुलेशन परियोजना पर बुनियादी जानकारी, जिसमें इस डिजाइन की विशेषता ईंटवर्क विवरण के स्केच शामिल हैं, मुख्य गर्मी-इन्सुलेट संरचनाओं की जानकारी और बॉयलर इकाई के ईंटवर्क और थर्मल इन्सुलेशन की स्थिति के निरीक्षण पर डेटा; ग) तालिका के रूप में परीक्षा परिणामों की सारांश सारणी। , और । चावल। 2. हीट मीटर सेंसर सर्किट ITP-2 हीट मीटर में एक सेंसर और एक सेकेंडरी डिवाइस होता है। सेंसर विनिमेय हैं, क्योंकि माध्यमिक डिवाइस के पैमाने को सेंसर के विद्युत प्रतिरोध और उनके ज्यामितीय आयामों के अनुसार स्नातक किया जाता है। सेंसर सर्किट हीट मीटर सेंसर (चित्र।) में एक अत्यधिक ऊष्मीय प्रवाहकीय (एल्यूमीनियम) आवास 4 होता है, जिसमें मैंगनीन तार से बना एक हीटर 3 और एक ट्रिम बैटरी को गर्मी-इन्सुलेट गैसकेट 5 पर रखा जाता है।थर्मल थर्मोकपल, जिसके जंक्शन 2 और 6 गर्मी-इन्सुलेट गैसकेट के दोनों किनारों पर स्थित हैं। हीटर 3 और डिफरेंशियल थर्मोकपल 2 के जंक्शन एक हीट-कंडक्टिंग कॉपर प्लेट 1 से ढके होते हैं, जो हीट मीटर का वास्तविक गर्म तत्व होता है। डिफरेंशियल थर्मोकपल बी के जंक्शन सेंसर बॉडी पर हीट-इंसुलेटिंग गैस्केट के नीचे स्थित होते हैं। इस प्रकार, अंतर थर्मोकपल की बैटरी सेंसर आवास और गर्म तत्व के बीच तापमान अंतर की उपस्थिति या अनुपस्थिति को इंगित करती है। हीट मीटर किट में दो सेंसर शामिल हैं (चित्र।): ए) बेवल वाले किनारों के साथ डिस्क के रूप में सेंसर 1 का उपयोग सपाट सतहों से गर्मी के प्रवाह के घनत्व को मापने के लिए किया जाता है। यह एक स्प्रिंग डिवाइस ("vi .) का उपयोग करके जुड़ा हुआ हैलुकी"), विशेष खांचे में डाला जाता है, धारक के हैंडल के साथ और एक प्लग कनेक्टर के माध्यम से एक माध्यमिक डिवाइस के साथ तार के साथ; बी) निचले तल 2 पर एक निश्चित वक्रता त्रिज्या के साथ एक डिस्क के रूप में एक सेंसर, जिसे रबर प्लेट में डाला जाता है, का उपयोग बेलनाकार सतहों से गर्मी के प्रवाह के घनत्व को मापने के लिए किया जाता है। परीक्षण के तहत वस्तु से सेंसर को जोड़ने के लिए रबर प्लेट में किनारों पर लग्स होते हैं। सेंसर एक प्लग कनेक्टर के माध्यम से एक तार द्वारा द्वितीयक उपकरण से जुड़ा होता है। द्वितीयक उपकरण की योजना द्वितीयक उपकरण की योजना अंजीर में दिखाई गई है। . सेंसर हीटर 1 को बिजली देने के लिए, एक प्रत्यक्ष वर्तमान स्रोत 2 स्थापित किया गया है - शनि प्रकार की तीन बैटरी। हीटर से गुजरने वाले करंट की ताकत को मापने के लिए, एक मिलीमीटर 3 को बाद के सर्किट में शामिल किया जाता है, वर्तमान ताकत को समायोजित करने के लिए रिओस्टैट्स 4 को शामिल किया जाता है। डिफरेंशियल थर्मोकपल की बैटरी सीधे शून्य से जुड़ी होती हैलायनोमीटर 5. सेंसर प्लग कनेक्टर 10 के साथ सेकेंडरी डिवाइस से जुड़ा है। चयनित माप सीमा के आधार पर 0 - 100 और 0 - 500 kcal/m 2 एच, गर्म तत्व का क्षेत्र 6 सेमी 2 है और हीटर का प्रतिरोध 25 ओम है, मिलीमीटर की माप सीमा क्रमशः 52.9 और 118.2 एमए है। इन सीमाओं को सुनिश्चित करने के लिए, मिलीमीटर की विशेषताओं को ध्यान में रखते हुए, अतिरिक्त प्रतिरोध 6 और शंट प्रतिरोध 7 का चयन किया गया था। चावल। 4. द्वितीयक उपकरण की योजना नल्गा फ्रेम को सक्रिय और छोटा करने के लिएस्विच 8 को लायनोमीटर पर स्थापित किया गया है और स्विच 9 का उपयोग माप सीमा को बदलने के लिए किया जाता है। गर्मी प्रवाह घनत्व का मापन हीट फ्लक्स घनत्व को मापने के लिए, हीट मीटर सेंसर को प्लग कनेक्टर का उपयोग करके सेकेंडरी डिवाइस से जोड़ा जाता है। जब स्विच 8 "ऑफ" स्थिति में होता है, तो नल गैल्वेनोमीटर पॉइंटर की स्थिति की जाँच की जाती है, और यदि आवश्यक हो, तो सुधारक द्वारा "0" पर सेट किया जाता है। स्विच 9 अपेक्षित ताप प्रवाह के अनुरूप माप सीमा पर सेट है। समतल सतहों या सतहों पर वक्रता के एक बड़े (2 मीटर से अधिक) त्रिज्या के साथ, माप एक फ्लैट सेंसर के साथ किया जाता है। ऐसा करने के लिए, धारक की मदद से सेंसर को निचले सपाट हिस्से से मापा सतह पर दबाया जाता है और स्विच 8 को "चालू" स्थिति पर सेट किया जाता है। वक्रता (पाइपलाइन) की एक छोटी त्रिज्या वाली सतहों पर, माप एक रबर प्लेट के साथ एक सेंसर द्वारा किया जाता है। ऐसा करने के लिए, सेंसर को मापी गई सतह पर लगाया जाता है ताकि सेंसर के निचले हिस्से की वक्रता मापी गई सतह की वक्रता के साथ मेल खाती हो, और रबर प्लेट को कानों का उपयोग करके मापी गई वस्तु से कसकर (संलग्न) किया जाता है। है। सेंसर को परीक्षण की गई गर्म सतह पर लागू करते समय, अत्यधिक तापीय प्रवाहकीय सेंसर आवास इसका तापमान लेता है; सेंसर आवास और गर्म तत्व के बीच तापमान अंतर के कारण, ईएमएफ अंतर थर्मोकपल की बैटरी के आउटपुट पर दिखाई देता है. और शून्य गैल्वेनोमीटर सूचक "0" स्थिति से विचलित हो जाता है। धीरे-धीरे, रिओस्टेट "मोटे तौर पर" और "बारीक" सेंसर हीटर में वर्तमान ताकत को बढ़ाते हैं। हीटर के तापमान में वृद्धि के साथ, और, परिणामस्वरूप, गर्म तत्व के तहत स्थित अंतर थर्मोकपल की बैटरी के जंक्शन, नल गैल्वेनोमीटर सुई "0" मान के करीब पहुंचने लगती है। जब पीजब तीर "0" से गुजरता है, हीटर में धारा रिओस्टेट की मदद से घट जाती है जब तक कि शून्य-गैल्वेनोमीटर सुई एक स्थिर शून्य स्थिति नहीं ले लेती। शून्य-गैल्वेनोमीटर सुई की स्थिर स्थिति तब अधिक आसानी से प्राप्त होती है जब इसे धीरे-धीरे "0" पर लाया जाता है। ऐसा करने के लिए, निम्नलिखित तकनीक का उपयोग किया जाता है: जब सेंसर को गर्म सतह पर लगाया जाता है, तो हीटर को वर्तमान आपूर्ति चालू करने से पहले, नल गैल्वेनोमीटर सुई बाईं स्थिति में भटक जाती है। एक जानबूझकर overestimated वर्तमान हीटर (मिलीमीटर सुई की चरम सही स्थिति) को दिया जाता है, जबकि नल गैल्वेनोमीटर सुई जल्दी से "0" तक पहुंचने लगती है। वर्तमान ताकत को कम करने के लिए तब तक शुरू करना चाहिए जब तक कि पॉइंटर "0" से होकर न गुजरे - 2 - 3 डिवीजनों के लिए। व्यवहार में, तीर को "0" (अधिक कम) पर सेट करने का चक्र समायोजन सीमा में क्रमिक कमी के साथ कई बार दोहराया जाता है। शून्य गैल्वेनोमीटर सूचक की स्थिर (कम से कम 1 मिनट) शून्य स्थिति के साथ, एक मिलीमीटर का उपयोग करके गर्मी प्रवाह घनत्व का मान पढ़ा जाता है। सेंसर के गर्म तत्व और परीक्षण के तहत सतह से गर्मी प्रवाह के घनत्व की समानता इस तथ्य से सुनिश्चित होती है कि सेंसर शरीर की उच्च तापीय चालकता के साथ, इसके अंदर का तापमान क्षेत्र बराबर होता है और संतुलन के क्षण में शरीर का तापमान (परीक्षण की जा रही सतह के तापमान के बराबर) और गर्म तत्व का तापमान, सेंसर का इंसुलेटिंग गैस्केट एक इज़ोटेर्मल सतह से घिरा होगा ताकि पूरे सेंसर के समान हो। एक माप के लिए आवश्यक समय, सेंसर बॉडी की जड़ता और गर्मी हस्तांतरण की बाहरी स्थितियों की स्थिरता से निर्धारित होता है, जब एक फ्लैट सेंसर का उपयोग करते समय अपेक्षाकृत कम होने के कारण रबर प्लेट के साथ सेंसर का उपयोग करते समय 3 - 8 मिनट होता है। रबर की तापीय चालकता - 20-30 मिनट। बाद के मामले में, माप वस्तु पर सेंसर स्थापित होने के 15-20 मिनट बाद वास्तविक माप शुरू किया जाना चाहिए। मापने वाले सर्किट की उच्च संवेदनशीलता शून्य गैल्वेनोमीटर की शून्य स्थिति के लिए सुई के उतार-चढ़ाव को शून्य के आसपास 1-2 डिवीजनों के भीतर लेना संभव बनाती है। गर्मी मीटर के साथ आपूर्ति किए गए चित्रित सेंसर इन्सुलेट और चित्रित धातु सतहों दोनों पर गर्मी प्रवाह घनत्व को मापने के लिए उपयुक्त हैं। चमकदार धातु की सतहों पर माप के लिए, चमकदार धातु की सतह वाले प्रोब का भी उपयोग किया जाना चाहिए। बैटरियों को बदलने की आवश्यकता का अंदाजा करंट में गिरावट से लगाया जा सकता है। यदि मिलीमीटर का तीर 500 kcal . पर सेट नहीं है/ मी 2 एच, सैटर्न बैटरियों को बदला जाना चाहिए। हीट मीटर एक्सेसरीज 1. समतल सतहों पर हीट मीटर सेंसर को माउंट करने के लिए, टेलीस्कोपिक हैंडल-होल्डर का उपयोग किया जाता है। सेंसर की स्थापना (बढ़ते) की ऊंचाई को हैंडल की लंबाई और उसके झुकाव के कोण (चित्र।) को बदलकर नियंत्रित किया जाता है। 2. विशेष बेल्ट लग्स (चित्र।) द्वारा इसे पिन करके वक्रता के एक छोटे त्रिज्या के साथ सतहों पर खोज सेंसर लगाए जाते हैं। एक धातु या एस्बेस्टस-सीमेंट कोटिंग की उपस्थिति में, सेंसर को एक ही कान में एक कॉर्ड या तार से बांधकर जोड़ा जाता है। चावल। 5. समतल सतह पर हीट मीटर सेंसर लगाना: 1 - सेंसर; 2 - हैंडल-होल्डर 3. कनेक्शन मापने वाले उपकरण के लिए ई सेंसर एक एक्सटेंशन कॉर्ड का उपयोग करके किया जाता है, जिसमें सेंसर के कनेक्टर और सेकेंडरी डिवाइस (छवि। ) के अनुरूप सिरों पर कनेक्टर होते हैं। उच्च ऊंचाई पर स्थापित करते समय, कॉर्ड सेंसर से पहले से जुड़ा होता है। इसलिए, प्रत्येक मापने वाले उपकरण के लिए कम से कम 3 एक्सटेंशन कॉर्ड प्रदान किए जाने चाहिए। चावल। 6. पाइपलाइन पर खोज सेंसर की स्थापना: 1 - पाइपलाइन; 2 - सेंसर; 3 - माउंट चावल। 7. कनेक्टर्स के साथ एक्सटेंशन कॉर्ड 4. 500 kcal/m . से अधिक ऊष्मा प्रवाह घनत्व को मापने के लिए 2 एच, बॉयलर इकाई के अलग-अलग तत्वों पर मनाया जाता है, 0 - 1000 किलो कैलोरी / एम 2 एच की एक अतिरिक्त माप सीमा गर्मी मीटर में बनाई गई है और 4 तत्वों की एक अलग बिजली आपूर्ति इकाई का उपयोग किया जाता है " जेडएस-यूटी- 30" (चित्र और)। इस मामले में मिलीमीटर की माप सीमा 167 एमए के बराबर होनी चाहिए। विशिष्ट ताप प्रवाह के मूल्य को मापते समय, 0 - 100 kcal / m 2 h के पैमाने का उपयोग 10 के गुणांक के साथ किया जाता है। साधन जांच ऑपरेशन के दौरान, गर्मी मीटर परिचालन स्थितियों द्वारा निर्धारित समय सीमा के भीतर विद्युत संकेतकों की अनिवार्य आवधिक जांच के अधीन है, लेकिन हर दो साल में कम से कम एक बार। भंडारण नियम गर्मी मीटर को 5 से 35 . के तापमान पर घर के अंदर संग्रहित किया जाना चाहिए° और सापेक्ष वायु आर्द्रता 80% से अधिक नहीं है। कमरे की हवा में जहां गर्मी मीटर जमा होता है, वहां कोई हानिकारक अशुद्धता नहीं होनी चाहिए जो जंग का कारण बनती है। सेंसर के गर्म तत्वों की सतह को किसी भी यांत्रिक प्रभाव के अधीन नहीं किया जाना चाहिए: दबाव, घर्षण, प्रभाव। परिशिष्ट 2
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54,81 |
55,03 |
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55,26 |
55,48 |
55,71 |
55,94 |
56,16 |
56,39 |
56,61 |
56,84 |
57,06 |
57,29 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
57,52 |
57,74 |
37,97 |
58,19 |
58,42 |
58,65 |
58,87 |
59,10 |
59,32 |
59,55 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
59,77 |
60,00 |
60,23 |
60,45 |
60,68 |
60,90 |
61,13 |
61,35 |
61,58 |
61,81 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
62,03 |
62,26 |
62,48 |
62,71 |
62,93 |
63,16 |
63,39 |
63,61 |
63,84 |
64,06 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
64,29 |
64,52 |
64,74 |
64,97 |
65,19 |
65,42 |
65,64 |
65,87 |
66,10 |
66,32 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
66,55 |
66,77 |
67,00 |
67,22 |
67,45 |
67,68 |
67,90 |
68,13 |
68,35 |
68,58 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
68,81 |
69,03 |
69,26 |
69,48 |
69,71 |
69,93 |
70,16 |
70,39 |
70,61 |
70,84 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
71,06 |
71,29 |
71,51 |
71,74 |
71,97 |
72,19 |
72,42 |
72,64 |
72,87 |
73,09 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
73,32 |
73,55 |
73,77 |
74,00 |
74,22 |
74,45 |
74,68 |
74,90 |
75,13 |
75,35 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
75,58 |
75,80 |
76,03 |
76,26 |
76,48 |
76,71 |
76,93 |
77,15 |
77,38 |
77,61 |
2. माप के बादR100थर्मामीटर को पिघलने वाले बर्फ थर्मोस्टेट में रखा जाता है और थर्मामीटर का प्रतिरोध 0 डिग्री सेल्सियस पर निर्धारित किया जाता है (आर 0 ) यह प्रतिरोध 53 ओम के नाममात्र मूल्य से अधिक से अधिक विचलित नहीं होना चाहिए±0.1% से।
रवैया 1.426 0.002 * के भीतर होना चाहिए।
_____________
* प्रतिरोध थर्मामीटर की जाँच के लिए निर्दिष्ट विधि GOST 6651-59 द्वारा प्रदान की गई है और यूएसएसआर के मंत्रिपरिषद के तहत मानकों, माप और माप उपकरणों की समिति के निर्देश 157-62 में विस्तार से वर्णित है।
3. तापमान जांच के द्वितीयक उपकरण को एक प्रतिरोध बॉक्स का उपयोग करके सत्यापित किया जाता है जिसमें कम से कम 0.02 की सटीकता वर्ग होता है, जिसमें ओम के सौवें हिस्से के साथ एक दशक होता है। जाँच करते समय, यह ध्यान रखना आवश्यक है कि डिवाइस को आपूर्ति तारों के प्रतिरोध के साथ कैलिब्रेट किया गया हैआर अतिरिक्त, 1 ओम के बराबर। ग्रेजुएशन 23 के साथ कॉपर रेजिस्टेंस थर्मामीटर के लिए कैलिब्रेशन टेबल में दिया गया हैपाइप धातु और हवा के बीच तापमान अंतर, डिग्री
0,91
0,91
0,91
0,91
0,95
0,95
0,96
0,96
1,00
1,00
1,00
8. वासिलीवा जी.एन. [और आदि।] . पर्यावरण के लिए बॉयलर इकाइयों की गर्मी के नुकसान का निर्धारण ( क्यू 5 ) "इलेक्ट्रिक स्टेशन", 1965, नंबर 2।
बी.या. कामेनेत्स्की, प्रमुख शोधकर्ता, VIESH, मास्को
चक्रीय ईंधन लोडिंग के साथ स्तरित भट्टियों में, ब्रिकिंग, गर्मी के नुकसान को कम करने के मुख्य कार्य के अलावा, एक और विशेष भूमिका निभाता है। इसकी तापीय जड़ता के कारण, अस्तर अपने तापमान को काफी लंबे समय तक बनाए रखता है, जो ईंधन अंशों के ताप और प्रज्वलन में योगदान देता है। एक ताजा हिस्से को लोड करते समय, ईंधन परत की लगभग पूरी सतह को कवर करता है, जिसके परिणामस्वरूप परत की सतह का तापमान तेजी से कम हो जाता है, जैसा कि अंजीर से देखा जा सकता है। 1. भट्ठी में गैसों का तापमान भी कम हो जाता है, और इस समय भट्ठी ताप विनिमय प्रणाली में अंतराल के दौरान, अस्तर की सतह का तापमान उच्चतम होता है। इन क्षणों में ईंट की सतह से परत तक विकिरण ईंधन के ताप और ऊपरी प्रज्वलन में योगदान देता है।
थर्मल शासनों का अध्ययन करने के लिए, आंतरिक पक्ष पर गर्मी के प्रवाह और गर्मी के नुकसान का निर्धारण करने के लिए, भट्ठी के अस्तर के तापमान शासन का मापन किया गया था। काम एक मैनुअल स्तरित भट्ठी के साथ एक हीटिंग बॉयलर पर किया गया था, जिसमें 380 मिमी की मोटाई के साथ फायरक्ले ईंटों का अस्तर एक साथ बॉयलर वर्गों के दो पैकेजों के लिए एक कुरसी है। कुरसी की ऊंचाई 1.2 मीटर है, जिसमें भट्ठी से 0.5 मीटर ऊपर है।
एक जांच का उपयोग करके तापमान माप किया गया - XA थर्मोकपल के साथ 8.5 मिमी के व्यास के साथ एक क्वार्ट्ज ग्लास ट्यूब, ईंटवर्क की साइड की दीवार में एक छेद के माध्यम से स्थानांतरित किया गया। कुज़नेत्स्क ग्रेड 2SS का कोयला बॉयलर में जल गया था, भट्ठी चक्र (आसन्न भार के बीच का समय) 10 मिनट था।
0.55 मेगावाट / मी 2 (ईंधन की खपत - 72 किग्रा / घंटा) के थर्मल लोड पर ईंटवर्क के गैर-स्थिर तापमान के मापन के परिणाम चित्र 2 में दिखाए गए हैं। 2.
भट्ठी के स्तर से 0.4 मीटर की ऊंचाई पर अस्तर की बाहरी सतह पर तापमान 60 डिग्री सेल्सियस था, और आंतरिक सतह पर - 800 डिग्री सेल्सियस। चिनाई की मोटाई के साथ बाहरी सतह की ओर तापमान असमान रूप से कम हो जाता है , जो ऊर्ध्वाधर दिशा में गर्मी के रिसाव (प्रवाह) के परिणामस्वरूप ईंटवर्क के माध्यम से गर्मी के प्रवाह में कमी को इंगित करता है। ऊंचाई में अस्तर के असमान ताप के कारण गर्मी का रिसाव होता है: ऐश पैन में ईंट का तापमान भट्ठी के तापमान से कम होता है और 60-70 डिग्री सेल्सियस होता है, और चिनाई के ऊपरी छोर पर संपर्क में होता है बॉयलर अनुभाग - 80-100 डिग्री सेल्सियस।
अस्तर की बाहरी सतह पर, गर्मी प्रवाह की गणना प्राकृतिक वायु संवहन q=α ek (t n -t c) के साथ संवहन गर्मी हस्तांतरण की स्थितियों के अनुसार की जाती है, और अस्तर की तापीय चालकता के अनुसार q=α * dt / dx 0.5 kW / m 2 का मान देता है, और भीतरी सतह पर - q=2.7 kW/m 2। अस्तर की तरफ और नीचे की सतह से गर्मी का नुकसान महत्वपूर्ण है - 380 मिमी की मोटाई के साथ भी 220 किलोवाट की बॉयलर शक्ति का 4%।
अस्तर की मोटाई में कमी के साथ पर्यावरण को गर्मी के नुकसान से और भी अधिक मूल्य प्राप्त होता है। उदाहरण के लिए, बिना गर्मी प्राप्त करने वाली स्क्रीन के 2 मेगावाट के शेविंग बार के साथ एक हीट जनरेटर की भट्टी में, 2 मीटर ऊंची एक बिना ढकी ईंट की परत की मोटाई केवल 250 मिमी होती है। इसके विश्वसनीय संचालन को सुनिश्चित करने के लिए, भट्ठी में अतिरिक्त हवा को α = 2.6 के मान तक बढ़ाना आवश्यक था। हालांकि, अस्तर की आंतरिक सतह का तापमान 1100 डिग्री सेल्सियस था जो कि भट्ठी से 1.8 मीटर के स्तर पर और 900 डिग्री सेल्सियस 0.4 मीटर (छवि 3) के स्तर पर था। ईंटवर्क के माध्यम से औसत गर्मी का प्रवाह 0.4 मीटर के स्तर पर 2.2 kW / m 2 और 1.8 m के स्तर पर 2.6 kW / m 2 तक बढ़ जाता है। इस मामले में, ईंटवर्क की ऊंचाई के साथ तापमान का अंतर पहुंच जाता है आंतरिक सतह पर 200 डिग्री सेल्सियस और मोटाई में कमी आती है, जिससे ऊपरी परतों से निचली परतों तक गर्मी हस्तांतरण होता है।
दिलचस्प परिणाम तब दर्ज किए गए जब इस गर्मी जनरेटर को बंद कर दिया गया। जब ईंधन की आपूर्ति बंद हो जाती है और पंखा काम करना जारी रखता है, तो भट्ठी में गर्मी का उत्सर्जन कम हो जाता है, जिससे आंतरिक सतह से अस्तर का तेजी से ठंडा हो जाता है और इसके तापमान में एक नीरस कमी होती है (चित्र 4)। 25 मिनट के बाद, भट्ठी से ईंटवर्क की सतह पर निर्देशित गर्मी प्रवाह घटकर 0 हो जाता है और फिर इसकी दिशा बदल जाती है। भट्ठी के आगे ठंडा होने और अस्तर की आंतरिक सतह के तापमान में कमी के साथ, अस्तर की मोटाई पर तापमान वितरण में अधिकतम होता है। ईंटवर्क के अंदर की परतों का तापमान भी बढ़ जाता है, और तापमान अधिकतम अंदर की ओर बढ़ता है। ईंटवर्क के तापमान क्षेत्र के इस तरह के विरूपण का कारण आंतरिक सतह, विशेष रूप से निचली परतों के अधिक तीव्र शीतलन के साथ जुड़ा हुआ है, जिससे ऊपरी केंद्रीय परतों से बड़ी गर्मी हस्तांतरण होता है। 45 मिनट के बाद भी उन्हें 300°C तक गर्म किया जाता है।
जाँच - परिणाम
1. स्तरित भट्टियों वाले बॉयलरों में, अस्तर की थर्मल जड़ता लोड किए गए ईंधन के ताप और प्रज्वलन में योगदान करती है।
2. अस्तर (फायरक्ले ईंटों) की तरफ और नीचे की सतह से गर्मी का नुकसान महत्वपूर्ण है - 380 मिमी की अस्तर मोटाई के साथ भी 220 किलोवाट की बॉयलर शक्ति का 4%।
3. ऊंचाई के साथ अस्तर के असमान ताप के कारण गर्मी का रिसाव होता है। यदि पंखे के चलने के दौरान ईंधन की आपूर्ति बाधित हो जाती है, तो यह इस तथ्य की ओर जाता है कि अधिकतम तापमान ईंटवर्क के अंदर चला जाता है।
साहित्य
1. कामेनेत्स्की बी.वाई.ए. स्तरित भट्टियों के लिए भट्ठी गर्मी हस्तांतरण की गणना के लिए मानक विधि की प्रयोज्यता पर। 2006. नंबर 2. एस 58-60।
बॉयलर, साथ ही अन्य हीटिंग प्रतिष्ठानों में, ईंधन के दहन के दौरान निकलने वाली सभी गर्मी का उपयोग नहीं किया जाता है। गर्मी का काफी बड़ा हिस्सा दहन उत्पादों के साथ वातावरण में निकल जाता है, कुछ हिस्सा बॉयलर बॉडी के माध्यम से खो जाता है और एक छोटा हिस्सा रासायनिक या यांत्रिक अंडरबर्निंग के कारण खो जाता है। मैकेनिकल अंडरबर्निंग का तात्पर्य असंतृप्त कणों के साथ राख तत्वों की विफलता या प्रवेश के कारण गर्मी के नुकसान से है।
बॉयलर का गर्मी संतुलन गर्मी का वितरण है जो ईंधन के दहन के दौरान अपने इच्छित उद्देश्य के लिए उपयोग की जाने वाली उपयोगी गर्मी और थर्मल उपकरण के संचालन के दौरान होने वाली गर्मी के नुकसान के लिए जारी किया जाता है।
गर्मी के नुकसान के मुख्य स्रोतों की योजना।
गर्मी इनपुट के संदर्भ मूल्य के रूप में, वह मूल्य जो सभी ईंधन के न्यूनतम कैलोरी मान पर जारी किया जा सकता है, लिया जाता है।
यदि बॉयलर ठोस या तरल ईंधन का उपयोग करता है, तो गर्मी का संतुलन खपत किए गए प्रत्येक किलोग्राम ईंधन के लिए किलोजूल में होता है, और गैस का उपयोग करते समय, प्रत्येक घन मीटर के लिए। दोनों ही मामलों में, गर्मी संतुलन को प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जा सकता है।
ऊष्मा संतुलन समीकरण
गैस जलाने पर बॉयलर के ताप संतुलन का समीकरण निम्न सूत्र द्वारा व्यक्त किया जा सकता है:
इष्टतम लोड पैरामीटर हीटिंग सिस्टम के उच्च प्रदर्शन को सुनिश्चित करते हैं।
- क्यूटी=क्यू1+क्यू2+क्यू3+क्यू4+क्यू5+क्यू6;
- जहां क्यूटी बॉयलर भट्ठी में प्रवेश करने वाली थर्मल गर्मी की कुल मात्रा है;
- Q1 - उपयोगी ऊष्मा, जिसका उपयोग शीतलक को गर्म करने या भाप उत्पन्न करने के लिए किया जाता है;
- Q2 गर्मी का नुकसान है जो दहन के उत्पादों के साथ वातावरण में निकल जाता है;
- Q3 - अपूर्ण रासायनिक दहन से जुड़ी गर्मी का नुकसान;
- Q4 - यांत्रिक अंडरबर्निंग के कारण गर्मी का नुकसान;
- Q5 - बॉयलर और पाइप की दीवारों के माध्यम से गर्मी का नुकसान;
- Q6 - भट्टी से राख और धातुमल को हटाने के कारण गर्मी का नुकसान।
जैसा कि गर्मी संतुलन समीकरण से देखा जा सकता है, जब गैसीय या तरल ईंधन जलते हैं, तो कोई Q4 और Q6 मान नहीं होते हैं, जो केवल ठोस ईंधन के लिए विशिष्ट होते हैं।
यदि ऊष्मा संतुलन को कुल ऊष्मा (QT=100%) के प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है, तो यह समीकरण रूप लेता है:
- 100=q1+q2+q3+q4+q5+q6.
यदि हम बाएँ और दाएँ पक्षों से ऊष्मा संतुलन समीकरण के प्रत्येक पद को QT से विभाजित करते हैं और इसे 100 से गुणा करते हैं, तो हमें कुल ऊष्मा इनपुट के प्रतिशत के रूप में ऊष्मा संतुलन प्राप्त होता है:
- q1=Q1*100/क्यूटी;
- q2=Q2*100/QT वगैरह।
यदि बॉयलर में तरल या गैसीय ईंधन का उपयोग किया जाता है, तो कोई नुकसान नहीं होता है q4 और q6, प्रतिशत में बॉयलर गर्मी संतुलन समीकरण रूप लेता है:
- 100=q1+q2+q3+q5.
प्रत्येक प्रकार की ऊष्मा और समीकरणों पर अधिक विस्तार से विचार किया जाना चाहिए।
उष्मा जिसका उपयोग उसके इच्छित उद्देश्य के लिए किया गया था (q1)
एक स्थिर ताप जनरेटर के संचालन के सिद्धांत की योजना।
अपने प्रत्यक्ष उद्देश्य के लिए उपयोग की जाने वाली गर्मी को वह माना जाता है जो शीतलक को गर्म करने, या किसी दिए गए दबाव और तापमान के साथ भाप प्राप्त करने पर खर्च की जाती है, जिसकी गणना बॉयलर के अर्थशास्त्री में प्रवेश करने वाले पानी के तापमान से की जाती है। एक अर्थशास्त्री की उपस्थिति उपयोगी गर्मी की मात्रा में काफी वृद्धि करती है, क्योंकि यह आपको दहन उत्पादों में निहित गर्मी का अधिक से अधिक उपयोग करने की अनुमति देती है।
बॉयलर के संचालन के दौरान, इसके अंदर भाप की लोच और दबाव बढ़ जाता है। पानी का क्वथनांक भी इस प्रक्रिया पर निर्भर करता है। यदि सामान्य परिस्थितियों में पानी का क्वथनांक 100 ° C होता है, तो भाप के बढ़ते दबाव के साथ यह आंकड़ा बढ़ जाता है। इस मामले में, उबलते पानी के साथ एक ही बॉयलर में भाप को संतृप्त कहा जाता है, और संतृप्त भाप के दिए गए दबाव पर पानी के क्वथनांक को संतृप्ति तापमान कहा जाता है।
यदि भाप में पानी की बूंदे न हों तो इसे शुष्क संतृप्त भाप कहते हैं। गीली भाप में शुष्क संतृप्त भाप का द्रव्यमान अंश भाप की शुष्कता की डिग्री है, जिसे प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है। स्टीम बॉयलरों में, भाप की आर्द्रता 0 से 0.1% तक होती है। यदि आर्द्रता इन संकेतकों से अधिक है, तो बॉयलर इष्टतम मोड में काम नहीं करता है।
उपयोगी ऊष्मा, जो 1 लीटर पानी को शून्य ताप से क्वथनांक तक स्थिर दाब पर गर्म करने में खर्च होती है, द्रव की एन्थैल्पी कहलाती है। 1 लीटर उबलते तरल को वाष्प अवस्था में बदलने के लिए खर्च की गई ऊष्मा वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा कहलाती है। इन दो संकेतकों का योग संतृप्त भाप की कुल गर्मी सामग्री है।
दहन उत्पादों के वायुमंडल में जाने के साथ गर्मी का नुकसान (q2)
प्रतिशत के संदर्भ में इस प्रकार का नुकसान ग्रिप गैसों की थैलीपी और बॉयलर में प्रवेश करने वाली ठंडी हवा के बीच अंतर को दर्शाता है। विभिन्न प्रकार के ईंधन का उपयोग करते समय इन नुकसानों को निर्धारित करने के सूत्र भिन्न होते हैं।
ईंधन तेल के दहन से रासायनिक अंडरबर्निंग के कारण गर्मी का नुकसान होता है।
ठोस ईंधन का उपयोग करते समय, नुकसान q2 हैं:
- क्यू2=(आईजी-αg*आईसी)(100-क्यू4)/क्यूटी;
- जहां Ig वायुमंडल से निकलने वाली गैसों की एन्थैल्पी है (kJ/kg), αg अतिरिक्त वायु का गुणांक है, Iv बॉयलर (kJ/kg) में प्रवेश के तापमान पर दहन के लिए आवश्यक हवा की एन्थैल्पी है।
संकेतक q4 को सूत्र में पेश किया गया है क्योंकि 1 किलो ईंधन के भौतिक दहन के दौरान निकलने वाली गर्मी को ध्यान में रखा जाना चाहिए, न कि भट्ठी में प्रवेश करने वाले 1 किलो ईंधन के लिए।
गैसीय या तरल ईंधन का उपयोग करते समय, एक ही सूत्र का रूप होता है:
- क्यू2=((आईजी-αg*आईसी)/क्यूटी)*100%।
ग्रिप गैसों के साथ गर्मी का नुकसान हीटिंग बॉयलर की स्थिति और संचालन के तरीके पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, जब मैन्युअल रूप से भट्ठी में ईंधन लोड किया जाता है, तो ताजी हवा के आवधिक प्रवाह के कारण इस प्रकार की गर्मी का नुकसान काफी बढ़ जाता है।
वातावरण को छोड़ने वाली ग्रिप गैसों के साथ तापीय ऊर्जा का नुकसान उनके तापमान में वृद्धि और हवा की खपत की मात्रा के साथ बढ़ता है। उदाहरण के लिए, एक अर्थशास्त्री और एक एयर हीटर की अनुपस्थिति में वातावरण छोड़ने वाली गैसों का तापमान 250-350 डिग्री सेल्सियस होता है, और उनकी उपस्थिति में यह केवल 120-160 डिग्री सेल्सियस होता है, जिससे उपयोगी गर्मी की मात्रा कई गुना बढ़ जाती है।
बॉयलर वायरिंग आरेख।
दूसरी ओर, आउटगोइंग दहन उत्पादों के अपर्याप्त तापमान से हीटिंग सतहों पर जल वाष्प घनीभूत हो सकता है, जो सर्दियों में चिमनियों पर बर्फ के निर्माण को भी प्रभावित करता है।
खपत की गई हवा की मात्रा बर्नर के प्रकार और संचालन के तरीके पर निर्भर करती है। यदि इसे इष्टतम मूल्य की तुलना में बढ़ाया जाता है, तो इससे ग्रिप गैसों में वायु की मात्रा अधिक हो जाती है, जो अतिरिक्त रूप से गर्मी का हिस्सा ले जाती है। यह एक अपरिहार्य प्रक्रिया है जिसे रोका नहीं जा सकता है, लेकिन इसे कम से कम लाया जा सकता है। आधुनिक वास्तविकताओं में, पूर्ण इंजेक्शन वाले बर्नर के लिए वायु प्रवाह गुणांक 1.08 से अधिक नहीं होना चाहिए, आंशिक वायु इंजेक्शन वाले बर्नर के लिए 0.6, मजबूर वायु आपूर्ति और मिश्रण वाले बर्नर के लिए 1.1 और बाहरी मिश्रण के साथ प्रसार बर्नर के लिए 1.15 से अधिक नहीं होना चाहिए। भट्ठी और बॉयलर पाइप में अतिरिक्त हवा के रिसाव की उपस्थिति से बाहर जाने वाली हवा के साथ गर्मी के नुकसान में वृद्धि होती है। इष्टतम स्तर पर वायु प्रवाह को बनाए रखने से आप q2 के मान को न्यूनतम तक कम कर सकते हैं।
Q2 मान को कम करने के लिए, बॉयलर की बाहरी और आंतरिक सतहों को समय पर साफ करना आवश्यक है, यह सुनिश्चित करने के लिए कि कोई पैमाना नहीं है, जो जले हुए ईंधन से ताप वाहक को गर्मी के हस्तांतरण को कम करता है, बॉयलर और पाइप कनेक्शन में क्षति की अनुपस्थिति की निगरानी के लिए, बॉयलर में उपयोग किए जाने वाले पानी की आवश्यकताओं का अनुपालन करें, ताकि हवा के प्रवाह की अनुमति न हो। गैस पथ में अतिरिक्त विद्युत ताप सतहों के उपयोग से बिजली की खपत होती है। हालांकि, इष्टतम ईंधन खपत से होने वाली बचत बिजली की खपत की लागत से काफी अधिक होगी।
ईंधन के रासायनिक कम जलने से गर्मी का नुकसान (q3)
इस प्रकार का सर्किट हीटिंग सिस्टम को ओवरहीटिंग से बचाता है।
ईंधन के अपूर्ण रासायनिक दहन का मुख्य संकेतक कार्बन मोनोऑक्साइड (ठोस ईंधन का उपयोग करते समय) या कार्बन मोनोऑक्साइड और मीथेन (गैसीय ईंधन को जलाने पर) की निकास गैसों में उपस्थिति है। रासायनिक अंडरबर्निंग से होने वाली गर्मी का नुकसान उस गर्मी के बराबर होता है जो इन अवशेषों के दहन के दौरान निकल सकती है।
ईंधन का अधूरा दहन हवा की कमी, हवा के साथ ईंधन के खराब मिश्रण, बॉयलर के अंदर के तापमान को कम करने या जब जलती हुई ईंधन की लौ बॉयलर की दीवारों के संपर्क में आती है, तो इस पर निर्भर करता है। हालांकि, आने वाली ऑक्सीजन की मात्रा में अत्यधिक वृद्धि न केवल ईंधन के पूर्ण दहन की गारंटी देती है, बल्कि बॉयलर के संचालन को बाधित कर सकती है।
1400 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर भट्ठी के आउटलेट पर कार्बन मोनोऑक्साइड की इष्टतम सामग्री 0.05% (शुष्क गैसों के संदर्भ में) से अधिक नहीं होनी चाहिए। ऐसे मूल्यों पर, ईंधन के आधार पर, अंडरबर्निंग से गर्मी का नुकसान 3 से 7% होगा। ऑक्सीजन की कमी इस मान को 25% तक ला सकती है।
लेकिन ऐसी स्थितियों को हासिल करना जरूरी है कि ईंधन का कोई रासायनिक अंडरबर्निंग न हो। भट्ठी को इष्टतम वायु आपूर्ति सुनिश्चित करना, बॉयलर के अंदर एक निरंतर तापमान बनाए रखना और हवा के साथ ईंधन मिश्रण का पूरी तरह से मिश्रण प्राप्त करना आवश्यक है। बॉयलर का सबसे किफायती संचालन तब प्राप्त होता है जब दहन उत्पादों में कार्बन डाइऑक्साइड की सामग्री वायुमंडल में बच जाती है, जो ईंधन के प्रकार के आधार पर 13-15% के स्तर पर होती है। हवा के अधिक सेवन से, बाहर जाने वाले धुएं में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा 3-5% तक कम हो सकती है, लेकिन गर्मी का नुकसान बढ़ जाएगा। हीटिंग उपकरण के सामान्य संचालन के दौरान, नुकसान q3 चूर्णित कोयले के लिए 0-0.5% और स्तरित भट्टियों के लिए 1% है।
शारीरिक अंडरबर्निंग से गर्मी का नुकसान (क्यू 4)
इस प्रकार का नुकसान इस तथ्य के कारण होता है कि बिना जले ईंधन के कण भट्ठी के माध्यम से राख पैन में गिरते हैं या दहन उत्पादों के साथ पाइप के माध्यम से वातावरण में ले जाते हैं। भौतिक अंडरबर्निंग से गर्मी का नुकसान सीधे बॉयलर के डिजाइन, ग्रेट के स्थान और आकार, कर्षण बल, ईंधन की स्थिति और इसके सिंटरिंग पर निर्भर करता है।
सबसे महत्वपूर्ण नुकसान ठोस ईंधन के स्तरित दहन और अत्यधिक मजबूत कर्षण के दौरान यांत्रिक अंडरबर्निंग से होते हैं। इस मामले में, धुएं के साथ बड़ी संख्या में छोटे असिंचित कण बह जाते हैं। विषम ईंधन का उपयोग करते समय यह विशेष रूप से अच्छी तरह से प्रकट होता है, जब ईंधन के छोटे और बड़े टुकड़े इसमें वैकल्पिक होते हैं। प्रत्येक परत का दहन असमान हो जाता है, क्योंकि छोटे टुकड़े तेजी से जलते हैं और धुएं के साथ बह जाते हैं। हवा परिणामी अंतराल में प्रवेश करती है, जो ईंधन के बड़े टुकड़ों को ठंडा करती है। इसी समय, वे एक स्लैग क्रस्ट से ढके होते हैं और पूरी तरह से जलते नहीं हैं।
मैकेनिकल अंडरबर्निंग के दौरान गर्मी का नुकसान आमतौर पर चूर्णित कोयला भट्टियों के लिए लगभग 1% और स्तरित भट्टियों के लिए 7.5% तक होता है।
बॉयलर की दीवारों के माध्यम से सीधे गर्मी का नुकसान (q5)
इस प्रकार का नुकसान बॉयलर के आकार और डिजाइन, बॉयलर और चिमनी पाइप दोनों के अस्तर की मोटाई और गुणवत्ता और गर्मी-इन्सुलेट स्क्रीन की उपस्थिति पर निर्भर करता है। इसके अलावा, भट्ठी के डिजाइन के साथ-साथ धुएं के रास्ते में अतिरिक्त हीटिंग सतहों और इलेक्ट्रिक हीटर की उपस्थिति का नुकसान पर बहुत प्रभाव पड़ता है। ये गर्मी के नुकसान उस कमरे में ड्राफ्ट की उपस्थिति में बढ़ जाते हैं जहां हीटिंग उपकरण स्थित है, साथ ही भट्ठी और सिस्टम हैच खोलने की संख्या और अवधि पर। हानियों की संख्या को कम करना बॉयलर के सही अस्तर और एक अर्थशास्त्री की उपस्थिति पर निर्भर करता है। अनुकूल रूप से, पाइपों का थर्मल इन्सुलेशन जिसके माध्यम से निकास गैसों को वायुमंडल में छोड़ा जाता है, गर्मी के नुकसान में कमी को प्रभावित करता है।
राख और धातुमल को हटाने के कारण गर्मी का नुकसान (q6)
इस प्रकार का नुकसान केवल ढेलेदार और चूर्णित अवस्था में ठोस ईंधन के लिए विशिष्ट है। जब इसे जलाया नहीं जाता है, तो बिना ठंडा ईंधन के कण राख में गिर जाते हैं, जहां से उन्हें हटा दिया जाता है, अपने साथ गर्मी का हिस्सा लेकर। ये नुकसान ईंधन की राख सामग्री और राख हटाने की प्रणाली पर निर्भर करते हैं।
बॉयलर का ताप संतुलन एक ऐसा मान है जो आपके बॉयलर के इष्टतम और किफायती संचालन को दर्शाता है। गर्मी संतुलन के परिमाण से, उन उपायों को निर्धारित करना संभव है जो ईंधन को जलाने और हीटिंग उपकरण की दक्षता बढ़ाने में मदद करेंगे।
परिचय
धातुकर्म भट्टियों के ताप संतुलन की गणना करते समय, भट्ठी की बाधाओं के माध्यम से गर्मी के नुकसान को निर्धारित करने में अक्सर समस्या उत्पन्न होती है। गर्मी के नुकसान को कम करने से ईंधन और बिजली बचाने में मदद मिलती है, उत्पादन की लागत कम होती है। इसके अलावा, भट्ठी के डिजाइन में सामग्री की सही पसंद के लिए, सामग्री के ऑपरेटिंग तापमान पर प्रतिबंधों का पालन करने के लिए दीवार में तापमान क्षेत्र को जानना आवश्यक है। इसलिए, भट्ठी को डिजाइन करते समय, एक इंजीनियर को कई दीवार डिजाइन विकल्पों पर विचार करना चाहिए और उनमें से सबसे अच्छा विकल्प चुनना चाहिए। यह लेख एक थर्मल यूनिट की एक फ्लैट बहुपरत दीवार के माध्यम से गर्मी के नुकसान की गणना के लिए एक विधि पर विचार करेगा, इस गणना को स्वचालित करने के लिए सॉफ्टवेयर का वर्णन करेगा, और विभिन्न कारकों पर गर्मी के नुकसान की निर्भरता का विश्लेषण करेगा।
सैद्धांतिक आधार
सेंकना- आसपास के स्थान से संरक्षित थर्मल तकनीकी उपकरण, जिसमें एक या दूसरे प्राथमिक प्रकार की ऊर्जा से गर्मी उत्पन्न होती है और गर्मी को तकनीकी उद्देश्यों (पिघलने, गर्म करने, सुखाने, फायरिंग, आदि) के लिए गर्मी उपचार के अधीन सामग्री में स्थानांतरित किया जाता है। इसी समय, जारी की गई तापीय ऊर्जा का एक हिस्सा तकनीकी प्रक्रिया के कार्यान्वयन पर खर्च किया जाता है, और हिस्सा बेकार रूप से खो जाता है, पर्यावरण को गर्म करता है। गर्मी के नुकसान को कम करने से भट्टियों की दक्षता में वृद्धि और ऊर्जा की खपत को कम करना संभव हो जाता है।
भट्टियों में ऊष्मा का कुछ भाग स्थानान्तरण द्वारा नष्ट हो जाता है ऊष्मीय चालकताआग रोक के माध्यम से। तापीय चालकता ऊष्मा (आंतरिक ऊर्जा) को स्थानांतरित करने की प्रक्रिया है जो तब होती है जब शरीर (या शरीर के अंग) विभिन्न तापमानों के सीधे संपर्क में आते हैं। ऊर्जा विनिमय माइक्रोपार्टिकल्स द्वारा किया जाता है जो पदार्थ बनाते हैं: अणु, परमाणु, मुक्त इलेक्ट्रॉन। तापीय चालकता का ऊष्मा प्रवाह घनत्व तापमान क्षेत्र और पदार्थ की तापीय चालकता पर निर्भर करता है।
एक निश्चित समय पर शरीर के सभी बिंदुओं के लिए तापमान मूल्यों के सेट को कहा जाता है तापमान क्षेत्र. इस मामले में, यदि तापमान समय में नहीं बदलता है, तो क्षेत्र को स्थिर माना जाता है, और यदि यह बदलता है, तो इसे गैर-स्थिर माना जाता है। एक आयामी स्थिर तापमान क्षेत्र का मामला सबसे सरल है।
शरीर की अधिक गर्म परतों से तापीय चालन द्वारा ऊष्मा को कम गर्म परतों में स्थानांतरित किया जाता है, अर्थात। तापमान में गिरावट की दिशा में। प्रति इकाई समय में किसी भी सतह के माध्यम से स्थानांतरित गर्मी की मात्रा को गर्मी प्रवाह कहा जाता है क्यू। प्रति इकाई सतह गर्मी प्रवाह गर्मी प्रवाह घनत्व q की विशेषता है। फूरियर कानून के अनुसार, गर्मी प्रवाह घनत्व तापमान ढाल के समानुपाती होता है:
क्यू = -ग्रेड टी (1.1)
जहां क्यू गर्मी प्रवाह घनत्व है, डब्ल्यू / एम 2
λ - सामग्री की तापीय चालकता का गुणांक, डब्ल्यू / (एम * के)
ग्रेड टी - तापमान ढाल, के / एम
समीकरण (1.1) में आनुपातिकता कारक सामग्री की तापीय चालकता है और गर्मी का संचालन करने की इसकी क्षमता की विशेषता है। गैसों में तापीय चालकता गुणांक का मान सबसे कम होता है, और धातुओं में उच्चतम होता है। भट्टियों के निर्माण में, तापीय चालकता के अपेक्षाकृत कम गुणांक वाली सामग्री का उपयोग किया जाता है: आग रोक और गर्मी-इन्सुलेट सामग्री।
आग रोकथर्मल इकाइयों में उच्च तापमान पर उपयोग के लिए गैर-धातु सामग्री कहा जाता है और कम से कम 1580 डिग्री सेल्सियस की आग प्रतिरोध होता है। आग रोक भट्ठी के काम करने की जगह की सीमित मात्रा में गर्मी बनाए रखने का कार्य करती है, और इसलिए उनके पास कम तापीय चालकता और उच्च तापमान का सामना करने की क्षमता होनी चाहिए। विभिन्न प्रकार की सेवा शर्तों ने विभिन्न गुणों के साथ रेफ्रेक्ट्रीज के एक बड़े वर्गीकरण के निर्माण की आवश्यकता की। सबसे आम अपवर्तक फायरक्ले, दीना, मैग्नेसाइट, क्रोमोमैग्नेसाइट हैं।
भट्टियों के बिछाने के माध्यम से तापीय चालकता के ताप प्रवाह को कम करने के लिए, गर्मी इंसुलेटिंगसामग्री, यानी कम तापीय चालकता वाली सामग्री। गर्मी-इन्सुलेट सामग्री के उदाहरण एस्बेस्टस, डायटोमेसियस अर्थ, स्लैग वूल, रेफ्रेक्ट्री लाइटवेट हैं। इस मामले में, चिनाई कई परतों से बनी होती है: आंतरिक परतें उच्च तापीय प्रतिरोध (दुर्दम्य) वाली सामग्रियों से बनी होती हैं, और बाहरी परतें कम तापीय चालकता (थर्मल इन्सुलेशन) के साथ कम प्रतिरोधी सामग्री से बनी होती हैं। भट्ठी को डिजाइन करते समय, भट्ठी की दीवारों के डिजाइन को चुनना आवश्यक है ताकि गर्मी के नुकसान की मात्रा कम से कम हो और सामग्री के थर्मल प्रतिरोध पर प्रतिबंध देखा जा सके।
गणना की विधि
समस्या का गणितीय मॉडल थर्मल इंस्टॉलेशन के बाड़ों के माध्यम से गर्मी के नुकसान की गणना के लिए कार्यप्रणाली पर आधारित है, जिसे "भट्ठी के बाड़ों के माध्यम से गर्मी के नुकसान की गणना" (वी। बी। कुट्यिन, एस। एन। गुशचिन, बी। ए। फेटिसोव) में वर्णित किया गया है।
गणना का सार तीसरी तरह की सीमा स्थितियों के साथ एक स्थिर मोड में दीवार के माध्यम से गर्मी प्रवाह को निर्धारित करना है। यह माना जाता है कि दीवार के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण तापीय चालकता द्वारा किया जाता है, और बाहरी दीवार से पर्यावरण में गर्मी हस्तांतरण विकिरण और प्राकृतिक संवहन द्वारा किया जाता है। गणना तापमान पर परतों की सामग्री की तापीय चालकता के गुणांक की निर्भरता को ध्यान में रखती है।
गणना के लिए प्रारंभिक डेटा तालिका 1 में दिया गया है।
तालिका 1 - प्रारंभिक डेटा
गणना क्रमिक सन्निकटन की विधि द्वारा की जाती है। प्रारंभ में, एक मनमाना तापमान क्षेत्र सेट किया गया है। फिर परतों के थर्मल प्रतिरोध सूत्र द्वारा निर्धारित किए जाते हैं:
बाहरी सतह से गर्मी हस्तांतरण गुणांक सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:
कुल ऊष्मा प्रवाह घनत्व की गणना सूत्र द्वारा की जाती है:
तापीय चालकता द्वारा दीवार के माध्यम से प्रेषित ऊष्मा प्रवाह का घनत्व सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:
बाहरी सतह द्वारा पर्यावरण को दिए गए ऊष्मा प्रवाह का घनत्व सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:
परिष्कृत तापमान क्षेत्र सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:
पुनरावृति प्रक्रिया तब तक जारी रहती है जब तक कि सापेक्ष त्रुटि निर्दिष्ट मान से कम न हो जाए। अंत में, प्रति यूनिट समय में गर्मी के नुकसान की गणना की जाती है:
हीट लॉस कैलकुलेशन सॉफ्टवेयर
एक फ्लैट बहुपरत भट्ठी की दीवार के माध्यम से गर्मी के नुकसान की गणना को स्वचालित करने के लिए विकसित किया गया था। कार्यक्रम में एक सुविधाजनक ग्राफिकल इंटरफ़ेस है जो आपको दुर्दम्य दीवार के आवश्यक डिज़ाइन को अंतःक्रियात्मक रूप से सेट करने और बाद में उपयोग के लिए एक फ़ाइल में इसके डेटा को सहेजने की अनुमति देता है। गणना के परिणाम टेबल, ग्राफ और हीट मैप के रूप में प्रस्तुत किए जाते हैं। कार्यक्रम एक डेटाबेस से सामग्री की तापीय चालकता के गुणांक पर डेटा लेता है जिसे उपयोगकर्ता द्वारा फिर से भरा जा सकता है।
हीट लॉस स्टडी
कार्यक्रम के ग्राफिकल इंटरफेस के सुविधाजनक साधनों की मदद से, इकाई में गर्मी के नुकसान पर विभिन्न कारकों के प्रभाव का विश्लेषण करना संभव है।
अस्तर परत की मोटाई पर गर्मी के नुकसान की निर्भरता
अस्तर परत की मोटाई पर गर्मी के नुकसान की निर्भरता का अध्ययन करने के लिए, प्रारंभिक डेटा के कई प्रकार तैयार किए गए थे, जो केवल अस्तर परत की मोटाई में भिन्न थे। अस्तर सामग्री उच्च एल्यूमिना दुर्दम्य है, थर्मल इन्सुलेशन परत की सामग्री हल्के चामोट है। अन्य पैरामीटर तालिका 2 में दिए गए हैं।
अध्ययन दीवार डिजाइन
तालिका 2 - प्रारंभिक डेटा का प्रकार
गणना के परिणामों की तुलना करने के लिए अंतर्निहित कार्यक्रम का उपयोग करके यहां और आगे का अध्ययन किया गया था। तुलना के परिणाम चित्र 1 में दिखाए गए हैं। यह देखा जा सकता है कि अस्तर की मोटाई बढ़ने के साथ गर्मी का नुकसान कम होता है, लेकिन केवल थोड़ा।
चित्र 1 - अस्तर की मोटाई पर गर्मी के नुकसान की निर्भरता
थर्मल इन्सुलेशन परत की मोटाई पर गर्मी के नुकसान की निर्भरता
थर्मल इन्सुलेशन परत की मोटाई पर गर्मी के नुकसान की निर्भरता का अध्ययन करने के लिए, प्रारंभिक डेटा के कई प्रकार तैयार किए गए थे, जो केवल थर्मल इन्सुलेशन परत की मोटाई में भिन्न थे। दीवार की संरचना चित्र 2 में दिखाई गई है, अन्य पैरामीटर पिछले अध्ययन (तालिका 2) के समान हैं।
चित्र 2 - अनुसंधान के लिए दीवार का डिज़ाइन
अध्ययन के परिणाम चित्र 3 में दिखाए गए हैं। यह देखा जा सकता है कि थर्मल इन्सुलेशन परत की मोटाई में वृद्धि के साथ गर्मी के नुकसान में तेजी से कमी आती है।
चित्र 3 - थर्मल इन्सुलेशन की मोटाई पर गर्मी के नुकसान की निर्भरता
थर्मल इन्सुलेशन की सामग्री पर गर्मी के नुकसान की निर्भरता
थर्मल इन्सुलेशन सामग्री के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए, हम दीवार डिजाइन के कई रूपों पर विचार करते हैं, जो केवल थर्मल इन्सुलेशन की सामग्री में भिन्न होते हैं। परीक्षण दीवार का डिज़ाइन चित्र 4 में दिखाया गया है, और अन्य पैरामीटर तालिका 2 में दिखाए गए हैं।
चित्र 4 - अनुसंधान के लिए दीवार का डिज़ाइन
अध्ययन के परिणाम चित्र 5 में दिखाए गए हैं। आरेख से, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि थर्मल इन्सुलेशन की सामग्री के आधार पर गर्मी का नुकसान काफी भिन्न हो सकता है, इसलिए भट्टियों को डिजाइन करते समय उत्तरार्द्ध का सही विकल्प बहुत महत्वपूर्ण है। चयनित सामग्रियों में से, खनिज ऊन में सबसे अच्छा गर्मी-इन्सुलेट गुण होता है।
चित्रा 5 - थर्मल इन्सुलेशन की सामग्री पर गर्मी के नुकसान की निर्भरता
आंकड़े 6, 7 दो गणना विकल्पों के लिए अधिक विस्तृत परिणाम दिखाते हैं। यह देखा जा सकता है कि अधिक उन्नत थर्मल इन्सुलेशन का उपयोग करते समय, न केवल गर्मी का नुकसान कम होता है, बल्कि दीवार की बाहरी सतह का तापमान भी होता है, जिससे भट्ठी के कर्मचारियों की काम करने की स्थिति में सुधार होता है।
चित्र 6 - प्रारंभिक डेटा के एक प्रकार के लिए गणना परिणाम
चित्र 7 - प्रारंभिक डेटा के दूसरे संस्करण के लिए गणना परिणाम
दीवार की बाहरी सतह की उत्सर्जकता पर गर्मी के नुकसान की निर्भरता
ज्यादातर मामलों में, भट्ठी की दीवार की बाहरी सतह को हल्के स्टील से बने आवरण द्वारा दर्शाया जाता है, जिसमें जंग की अलग-अलग डिग्री होती है। तापीय चालकता द्वारा गर्मी हस्तांतरण पर आवरण का प्रभाव छोटा होता है, लेकिन विकिरण द्वारा गर्मी हस्तांतरण को अलग-अलग डिग्री के कालेपन के साथ कोटिंग्स लगाने से प्रभावित किया जा सकता है। इस प्रभाव का अध्ययन करने के लिए, हम प्रारंभिक डेटा के कई रूपों पर विचार करते हैं, जो केवल बाहरी सतह के कालेपन की डिग्री में भिन्न होते हैं। अध्ययन के तहत दीवार का डिजाइन चित्र 8 में दिखाया गया है, अन्य मापदंडों के लिए तालिका 2 देखें।
चित्र 8 - अनुसंधान के लिए दीवार का डिज़ाइन
चित्र 9 और तालिका 3 अध्ययन के परिणाम प्रस्तुत करते हैं। किंवदंती आवरण की सामग्री और कोष्ठक में इंगित करती है - इसकी कालापन की डिग्री। यह देखा जा सकता है कि बाहरी सतह की उत्सर्जन की डिग्री में मामूली डिग्री तक कमी के साथ गर्मी की कमी कम हो जाती है। हालांकि, यह देखते हुए कि भट्ठी के आवरण को पेंट करने की लागत अतिरिक्त थर्मल इन्सुलेशन की शुरूआत से कम है, गर्मी के नुकसान को कम करने के लिए हल्के एल्यूमीनियम पेंट के साथ आवरण को कोटिंग करने की सिफारिश की जा सकती है।
तालिका 3 - बाहरी सतह की उत्सर्जन की डिग्री पर गर्मी के नुकसान की निर्भरता
चित्रा 9 - बाहरी सतह की उत्सर्जन की डिग्री पर गर्मी के नुकसान की निर्भरता
थर्मल इन्सुलेशन का नकारात्मक प्रभाव
आइए हम एक उच्च तापमान भट्ठी की दीवार में तापमान क्षेत्र पर थर्मल इन्सुलेशन के प्रभाव पर विचार करें। ऐसा करने के लिए, दीवार के डिजाइन के लिए दो विकल्पों पर विचार करें। पहले में, दीवार में मैग्नेसाइट की एक परत होती है, और दूसरे में, मैग्नेसाइट की एक परत और थर्मल इन्सुलेशन के रूप में स्लैग ऊन की एक परत होती है। इन मामलों के लिए तापमान क्षेत्रों को चित्र 10, 11 में दिखाया गया है।
चित्र 10 - थर्मल इन्सुलेशन की अनुपस्थिति में तापमान क्षेत्र
चित्रा 11 - थर्मल इन्सुलेशन की उपस्थिति में तापमान क्षेत्र
थर्मल इन्सुलेशन की अनुपस्थिति में, अस्तर की कामकाजी परत में तापमान 472 से 1675 डिग्री तक और थर्मल इन्सुलेशन परत की उपस्थिति में 1519 से 1698 तक बदल जाता है। यह इस प्रकार है कि थर्मल इन्सुलेशन की शुरूआत में वृद्धि होती है अस्तर परत में तापमान में, जो इसके स्थायित्व पर प्रतिकूल प्रभाव डालेगा।
अस्तर सेवा पर थर्मल इन्सुलेशन का नकारात्मक प्रभाव विशेष रूप से उच्च तापमान भट्टियों के लिए स्पष्ट है: चाप स्टील-स्मेल्टिंग, फेरोलॉय, आदि। "इलेक्ट्रोथर्मल प्रोसेस एंड इंस्टॉलेशन" (अलिफ़ेरोव एआई) पुस्तक में व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया गया था। आमतौर पर, इस तरह के इन्सुलेशन से अस्तर की कामकाजी परत में तापमान में वृद्धि होती है और इसके स्थायित्व में तेज गिरावट आती है, खासकर बड़े ईएएफ पर। अस्तर की मरम्मत के लिए ईएएफ डाउनटाइम के कारण नुकसान दीवार के माध्यम से गर्मी के प्रवाह में कमी के कारण बिजली की खपत को कम करने से होने वाली बचत से कहीं अधिक है। इसलिए, चिपबोर्ड की दीवारों और वाल्टों का थर्मल इन्सुलेशन, एक नियम के रूप में, आर्थिक रूप से लाभहीन है। (यह प्रावधान चिपबोर्ड के नीचे के डिजाइन पर लागू नहीं होता है, जिसके लिए थर्मल इन्सुलेशन लागू होता है)।
बड़े, शक्तिशाली ईएएफ पर अपवर्तक के असंतोषजनक स्थायित्व के कारण, अस्तर को वाटर-कूल्ड पैनलों से बदल दिया जाता है। वाटर-कूल्ड सतहों से निकाले गए ऊष्मा प्रवाह के घनत्व में वृद्धि के बावजूद, पंक्तिबद्ध सतहों के माध्यम से ऊष्मा प्रवाह के घनत्व की तुलना में, बिजली की खपत केवल छोटी क्षमता की भट्टियों में ही काफी बढ़ जाती है। वाटर-कूल्ड पैनल का उपयोग दुर्दम्य अस्तर के सेवा जीवन को बढ़ाने की अनुमति देता है।
जाँच - परिणाम
अध्ययन के आधार पर, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि चिनाई के माध्यम से गर्मी के नुकसान को कम करने के मुख्य उपाय निम्नलिखित होंगे:
थर्मल इन्सुलेशन परत की मोटाई बढ़ाना
- कम तापीय चालकता वाली गर्मी-इन्सुलेट सामग्री का उपयोग
- आवास को हल्के एल्युमिनियम पेंट से पेंट करना (या कम मात्रा में कालेपन के साथ किसी अन्य सामग्री के साथ कोटिंग)
उच्च तापमान वाली भट्टियों के लिए, थर्मल इन्सुलेशन का उपयोग करने के बजाय, वाटर-कूल्ड बॉडी पैनल का उपयोग करने की सलाह दी जाती है, जो आपको अस्तर के जीवन का विस्तार करने और इसकी मरम्मत के लिए डाउनटाइम को कम करने की अनुमति देता है।
सूत्रों का कहना है
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